Repeated stress has been reported to cause reversible impairment to the hippocampus. Glutamatergic and cholinergic systems were proposed to be involved in responses seen after exposure to stress and cholinesterase inhibitors. Effects of concurrent exposure to repeated stress and chlorpyrifos (CPF) on concentrations of excitatory amino acids, activities of cholinergic enzymes, and maximum binding density (Bmax) and equilibrium dissociation rate constant (Kd) of NMDA and total muscarinic receptors were studied in Long-Evans rats. The study was divided into 4 experiments. The first experiment was to find the dose of CPF to use for studies on the interaction of stress and CPF. From the results obtained, 60% of the maximum tolerated dose was chosen. An experiment to determine effects of repeated stress and CPF on cholinergic enzymes and glutamate included groups of rats (n=7-8) that were handled 5 days/week; restrained 1 hour/day for 5 days/week; swum 30 minutes for 1 day/week; or restrained 4 days/week and swum for 1 day/week, for 28 days. On day 24, each group was injected either with corn oil or CPF 160 mg/kg sc 4 hours after restraint. On day 28, blood samples were collected for acetylcholinesterase (AChE) activity. Brains were dissected into hippocampus (HP) and cerebral cortex (CC) to determine activities of acetylcholinesterase (AChE), carboxylesterase (Cbxy), and choline acetyltransferase (ChAT), and glutamate and aspartate concentrations. CPF inhibited AChE activity in blood, CC and HP, but stress did not affect AChE activity. Repeated restraint with swim reduced Cbxy and CPF inhibited Cbxy. Restraint with swim had a statistical trend to increase concentrations of glutamate in the HP more than swim alone (p = 0.064); but CPF had no effect on glutamate in the HP. CPF decreased concentrations of elevated aspartate in the HP of rats that were restrained and swum. The results suggested that restraint with swim indirectly elevated acetylcholine in the CC, and tended to increase glutamate in the HP. The experiment designed to study the effects of concurrent exposure to stress and CPF on NMDA and total muscarinic receptors was designed similar to the previous study, except that endpoints were Bmax and Kd of NMDA and total muscarinic receptors in the HP and CC, and NMDA receptors in the hypothalamus (HT). Restrained rats had higher Kd of NMDA receptors in the HP than control and restrained with swim rats; however, Bmax was similar. CPF deceased Bmax and Kd of total muscarinic receptors in the CC of swum rats (237.64 &#177; 17.36 fmol/mg protein, 0.216 &#177; 0.023 nM) and CPF also decreased Bmax of total muscarinic receptors in the CC of restrained rats (229.08 &#177; 17.36 fmol/mg protein). There were no effects of stress, CPF, or interactions of stress and CPF on NMDA receptors in the CC or on total muscarinic receptors in the HP. In summary, CPF was capable of modulation of total muscarinic receptors of swum and restrained rats, suggesting that cholinergic transmission in the CC for cognition, sensory and motor activity may be modified. Furthermore, we examined effects of stress and CPF on concentrations of monoamines. Swim stress and CPF individually decreased concentrations of norepinephrine in the HP, whereas swim and restraint with swim decreased concentrations of norepinephrine but increased concentrations of DOPAC in the HT. Swim stress increased concentrations of dopamine in the HT more than control or restraint. CPF did not alter concentrations of norepinephrine, dopamine, or DOPAC in the HT. The interactions of repeated stress and CPF on serotonin approached significance in the HP (p = 0.06) and HT (p = 0.08). CPF increased serotonin concentrations in rats that were handled and restrained but not swum. CPF reduced the elevated concentrations of serotonin in restrained rats and restrained with swim rats (p < 0.05). Swim and restraint with swim were potential stress models that altered noradrenergic, dopaminergic, and serotonergic responses in the HT. In summary, repeated stressors had effects on glutamatergic, cholinergic, and monoamine systems. CPF had effects on cholinergic and monoamine systems but the interactions between stress and CPF were few. / Ph. D.

A evolução da vida na terra foi possível graças ao desenvolvimento de mecanismos temporais precisos capazes de ajustar processos fisiológicos que ocorriam no interior do organismo com os ciclos ambientais, promovendo assim, ganhos na capacidade adaptativa e comportamental desses indivíduos. A retina exerce função de suma importância nesse processo através da percepção da informação fótica que possibilita o ajuste dos ritmos circadianos. Nesse tecido, o glutamato apresenta um importante papel tanto na transmissão da informação fótica direcionada ao processo de formação de imagem quanto nos ajustes dos relógios biológicos. O objetivo desse trabalho foi avaliar como o glutamato, aplicado por períodos diferentes (6 e 12h), é capaz de modular a expressão dos genes de relógio na retina de Gallus gallus. Através de diferentes protocolos que envolveram a administração de glutamato na concentração de 100&mu;M por 6 e 12 horas e em diferentes repetições (1 e 3 pulsos) avaliou-se através de PCR quantitativo a expressão dos genes Clock, Per2 e Bmal1. Os diferentes genes de relógio na retina de Gallus gallus apresentam diferentes respostas frente às trocas de meio e frente ao tratamento com o glutamato. O gene Clock responde com ativação da transcrição para ambos os tratamentos, de forma dependente da repetição dos estímulos. Já para o gene Per2 o tratamento com glutamato impõe uma oscilação de expressão com um ritmo ultradiano, enquanto que as trocas de meio não determinam alterações na transcrição. A expressão do gene Bmal1 não é afetada nem por trocas de meio, nem por glutamato. Novos estudos devem ser fomentados no sentido de se elucidar as vias pelas quais o glutamato leva ao perfil de oscilação observado e qual o mecanismo pelo qual a repetição de trocas de meio atua como sinalizador para o estabelecimento da sincronização celular / The evolution of life on earth was possible thanks to the development of precise temporal mechanisms to adjust physiological processes to environmental cycles, thus promoting gains in the individual adaptive and behavioral ability. The retina plays a very important role of paramount importance in this process through the perception of photic information that allows the adjustment of circadian rhythms. In this tissue, glutamate functions in the transmission of photic information directed to both image formation and biological clock entrainment. The aim of this study was to evaluate how glutamate, applied for different periods (6 and 12h), is able to modulate the expression of the clock genes in the retina of Gallus gallus. Using different protocols involving the administration of 100&mu;M glutamate for 6 and 12 hours and with different repetitions (1 and 3 pulses) the expression of Clock, Per2 and Bmal1 genes was evaluated by quantitative PCR. Clock gene responds with activation of transcription to both treatments depending on the repetition of the stimulus. As for Per2 gene, glutamate treatment imposes an oscillation with an ultradian expression rhythm, whereas medium changes do not affect its transcription. The expression of Bmal1 gene is not affected by either medium changes or glutamate. Further studies should be encouraged in order to elucidate the pathways by which glutamate leads to observed oscillation profile, and which mechanism triggered by the repetition of medium changes acts as signal to establish cell synchronization

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Methylmercury (MeHg) is a highly toxic environmental contaminant that can be accumulated on several tissues, inducing cellular dysfunction on various organs, especially in the central nervous system (CNS). The mechanisms involved in the uptake, accumulation and toxicity of mercury (Hg) remain unclear. However, it has been suggested that the neurotoxicity mediated by MeHg induces changes in both glutamatergic system and calcium homeostasis. Indeed, the literature reports that calcium per se is able in inducing cellular damage. Thus, mercury and calcium can exert distinct or linked toxic effect that lead to mitochondrial and cellular dysfunction. The purpose of this study was to analyze the mechanisms of uptake and accumulation of mercury on liver slices exposed to MeHg or MeHg-Cysteine complex, as well as to compare the mitochondrial and cellular toxicity caused by both forms of MeHg. Moreover, this work examined the role of glutamatergic system on the toxicity mediated by MeHg in slices of cerebral cortex from rats and the effects of calcium exposure in mitochondria sustained with different energetic substrates. Our results showed that the mercury uptake was higher in the slices exposed to the MeHg-Cys complex that MeHg exposed slices. Indeed, the pretreatment with methionine (Met) (for 15 min.) reduced Hg uptake in liver slices. Likewise, mitochondria isolated of liver slices showed similar effect on Hg uptake. Parameters as free radical generation; oxygen consumption and mitochondrial function/Cell viability were more affected by MeHg-Cys complex than MeHg alone. Met pre-treatment was effective in preventing the MeHg or MeHg-Cys-induced toxicity in both liver slices and mitochondria. In cortical brain slices, the neurotoxicity induced by MeHg was verified only at higher concentration tested and after 2 or 5 hours of exposure. In addition, compounds that potentially modulate glutamatergic system (MK-801, guanosine, organo selenium compounds) were effective in preventing the MeHg-induced free radical generation. In mitochondria isolated from liver, Ca2+ caused an inhibition on the complex I activity; however, calcium did not alter the mitochondrial complex II activity. At low concentration, calcium exposure caused a small decrease in the mitochondrial membrane potential (ΔΨm) in Malate/Glutamate (Ma/Glu) and Succinate (Succ)-supported mitochondria. On the order hand, higher calcium levels were associated with a total ΔΨm loss in both Mal/Glu and Succ-oxidizing mitochondria. The mitochondrial redox state (NADP(H) and GSH pool) and oxygen consumption were extremely affected by calcium exposure only in Succ-supported mitochondria. Indeed, calcium caused an increase in free radical generation in mitochondria sustained with complex II substrate when compared to Mal/Glu-supported mitochondria. Taken together, our data collaborate to understanding the molecular mechanisms involved on the toxicology of mercury and calcium and consequently provide basis for further investigations on the role of Ca2+ and mercury in mitochondrial dysfunctions. In addition, the results obtained here may contribute to the discovery of new therapeutic agents capable of preventing or minimizing the damage induced by MeHg intoxication. / O metilmercúrio (MeHg) é um contaminante ambiental altamente tóxico que pode ser bioacumulado em diferentes tecidos e consequentemente induzir disfunções celulares em diversos órgãos, especialmente no sistema nervoso central (SNC). Os mecanismos pelos quais o mercúrio (Hg) entra nos tecidos, se acumula e causa toxicidade em células e organelas ainda não se encontram totalmente elucidados. No entanto, estudos têm sugerido que a neurotoxicidade mediada pelo MeHg envolve alterações no sistema glutamatérgico e na homeostase do cálcio. Por outro lado, sabe-se que o cálcio (Ca2+) per se causa efeitos tóxicos nas células e principalmente em mitocôndrias. Assim o Hg e o Ca2+ podem induzir efeitos distintos ou interligados, os quais geralmente culminam com disfunção mitocondrial e morte celular. Com base nestes parâmetros, o presente trabalho visa elucidar os possíveis mecanismos moleculares envolvidos na captação e no acúmulo de Hg em fatias hepáticas expostas a forma livre de MeHg+ ou à forma complexada MeHg-Cisteína (MeHg-Cys), bem como, relacionar estes aspectos com a toxicidade celular e mitocondrial causada por ambas as formas de MeHg. Também foi alvo deste estudo a investigação do papel do sistema glutamatérgico na toxicidade mediada pelo MeHg em fatias de córtex cerebral de ratos e os efeitos do cálcio em mitocôndrias isoladas e sustentadas com diferentes substratos energéticos. Com relação à captação de Hg, nossos resultados mostram que fatias expostas ao complexo MeHg-Cys acumulam mais Hg que fatias expostas ao MeHg sozinho. Também foi observado que o pré-tratamento (15 min) com metionina (Met) reduziu significativamente a captação e o acúmulo de Hg nas fatias. Resultados similares foram verificados em mitocôndrias isoladas dessas fatiais. Nos parâmetros bioquímicos: geração de radicais livres, consumo de oxigênio e viabilidade celular/atividade mitocondrial, o complexo MeHg-Cys causou efeitos mais tóxicos quando comparado com o MeHg sozinho. O pré-tratamento com Met foi efetivo em prevenir as alterações mediadas por ambas as formas de mercúrio testadas. Os efeitos neurotóxicos do MeHg em fatias de córtex cerebral foram observados apenas nas maiores concentrações usadas e após 2 ou 5 horas de exposição. A utilização de compostos que possivelmente modulam a homeostase glutamatérgica (MK-801, guanosina e compostos orgânicos de selênio) preveniram os efeitos induzidos por MeHg na geração de radicais livres. Os efeitos do cálcio foram analisados em mitocôndrias isoladas e sustentadas com o substrato energético do complexo mitocondrial I: Malato/Glutamato (Mal/Glu) e do complexo II Succinato (Succ). Os resultados obtidos mostram que o cálcio inibiu a atividade complexo I; mas não alterou a atividade complexo II. Em baixas concentrações o cálcio causou uma pequena diminuição no potencial de membrana (ΔΨm) nas mitocôndrias sustentadas com Mal/Glu ou Succ. Por outro lado, uma perda total do potencial foi observada quando as mitocôndrias, sustentadas com ambos os substratos, foram expostas a altas concentrações de cálcio. A exposição ao cálcio causou uma redução no potencial redox (conteúdo NADP(H) e GSH) e no consumo de oxigênio nas mitocôndrias sustentadas com Succ quando comparado com as que receberam Mal/Glu. A geração de radicais livres foi aumentada em mitocôndrias expostas ao cálcio e sustentadas com Succ quando comparadas com as mitocôndrias sustentadas com substrato do complexo I. De forma geral, nossos resultados colaboram para a elucidação dos mecanismos moleculares envolvidos na citotoxicidade induzida por MeHg e por cálcio, bem como para um melhor entendimento sobre o papel destes elementos na indução de disfunção mitocondrial. Além disso, os resultados obtidos poderão contribuir para a descoberta de novos agentes terapêuticos usados para prevenir ou minimizar danos teciduais associados à intoxicação humana por MeHg.

A evolução da vida na terra foi possível graças ao desenvolvimento de mecanismos temporais precisos capazes de ajustar processos fisiológicos que ocorriam no interior do organismo com os ciclos ambientais, promovendo assim, ganhos na capacidade adaptativa e comportamental desses indivíduos. A retina exerce função de suma importância nesse processo através da percepção da informação fótica que possibilita o ajuste dos ritmos circadianos. Nesse tecido, o glutamato apresenta um importante papel tanto na transmissão da informação fótica direcionada ao processo de formação de imagem quanto nos ajustes dos relógios biológicos. O objetivo desse trabalho foi avaliar como o glutamato, aplicado por períodos diferentes (6 e 12h), é capaz de modular a expressão dos genes de relógio na retina de Gallus gallus. Através de diferentes protocolos que envolveram a administração de glutamato na concentração de 100&mu;M por 6 e 12 horas e em diferentes repetições (1 e 3 pulsos) avaliou-se através de PCR quantitativo a expressão dos genes Clock, Per2 e Bmal1. Os diferentes genes de relógio na retina de Gallus gallus apresentam diferentes respostas frente às trocas de meio e frente ao tratamento com o glutamato. O gene Clock responde com ativação da transcrição para ambos os tratamentos, de forma dependente da repetição dos estímulos. Já para o gene Per2 o tratamento com glutamato impõe uma oscilação de expressão com um ritmo ultradiano, enquanto que as trocas de meio não determinam alterações na transcrição. A expressão do gene Bmal1 não é afetada nem por trocas de meio, nem por glutamato. Novos estudos devem ser fomentados no sentido de se elucidar as vias pelas quais o glutamato leva ao perfil de oscilação observado e qual o mecanismo pelo qual a repetição de trocas de meio atua como sinalizador para o estabelecimento da sincronização celular / The evolution of life on earth was possible thanks to the development of precise temporal mechanisms to adjust physiological processes to environmental cycles, thus promoting gains in the individual adaptive and behavioral ability. The retina plays a very important role of paramount importance in this process through the perception of photic information that allows the adjustment of circadian rhythms. In this tissue, glutamate functions in the transmission of photic information directed to both image formation and biological clock entrainment. The aim of this study was to evaluate how glutamate, applied for different periods (6 and 12h), is able to modulate the expression of the clock genes in the retina of Gallus gallus. Using different protocols involving the administration of 100&mu;M glutamate for 6 and 12 hours and with different repetitions (1 and 3 pulses) the expression of Clock, Per2 and Bmal1 genes was evaluated by quantitative PCR. Clock gene responds with activation of transcription to both treatments depending on the repetition of the stimulus. As for Per2 gene, glutamate treatment imposes an oscillation with an ultradian expression rhythm, whereas medium changes do not affect its transcription. The expression of Bmal1 gene is not affected by either medium changes or glutamate. Further studies should be encouraged in order to elucidate the pathways by which glutamate leads to observed oscillation profile, and which mechanism triggered by the repetition of medium changes acts as signal to establish cell synchronization

O núcleo leito da estria terminal (NLET) é uma estrutura límbica envolvida na expressão de respostas relacionadas à ansiedade. O NLET é um dos principais alvos de inervação noradrenérgica no sistema nervoso central e evidências sugerem uma ativação desta neurotransmissão em situações aversivas, em particular aquelas associadas ao medo condicionado. Assim, o presente estudo investigou o envolvimento do sistema noradrenérgico do NLET na modulação de respostas comportamentais e autonômicas induzidas pelo medo condicionado contextual (MCC) em ratos. Animais condicionados apresentaram resposta comportamental (congelamento) e alterações autonômicas, como aumento da pressão arterial média e da frequência cardíaca e queda da temperatura cutânea após serem re-expostos ao contexto previamente pareado com choques nas patas. Esses efeitos foram atenuados pela injeção de L-propranolol e fentolamina, antagonistas não seletivos dos adrenoceptores e , respectivamente, no NLET. Adicionalmente, também foi observado que a administração de WB4101, antagonista seletivo de adrenoceptores 1, e de CGP20712, antagonista seletivo de adrenoceptores 1, no NLET, reduziu a resposta emocional condicionada (REC) contextual, sugerindo que a neurotransmissão noradrenérgica no NLET, através da ativação dos receptores 1 e 1 adrenérgicos estaria envolvida na expressão das respostas induzidas pelo MCC. Além disso, dados da literatura indicam que a ativação dos receptores adrenérgicos 1 no NLET aumenta a liberação de glutamato de forma dependente da ativação de receptores CRF1. Portanto, o presente estudo também investigou uma possível interação entre a neurotransmissão noradrenérgica e os sistemas CRFérgico, glutamatérgico e nitrérgico no NLET sobre a modulação da REC contextual. A administração de reboxetina, um inibidor da recaptação de noradrenalina, aumentou o tempo de congelamento e as respostas autonômicas após reexposição ao contexto aversivo. Esses efeitos foram bloqueados pela administração prévia de antagonista dos adrenoceptores 1 e 1, WB4101 e CGP20712 respectivamente, do antagonista CRF1, CP376395, do antagonista de receptores NMDA, AP7 e do inibidor da óxido nítrico sintase neuronal, NPLA. Similar à reboxetina, a urocortina, um agonista de receptores CRF, aumentou a REC após a re-exposição ao contexto aversivo. Esses efeitos foram bloqueados pelo CP376395 e também pelo AP7 e NPLA, mas não pelo WB4101 e CGP20712. O presente estudo demonstra que o sistema noradrenérgico no NLET está envolvido na REC observada no modelo do MCC de forma dependente da ativação de receptores CRF1 e dos sistemas glutamatérgico e nitrérgico. / The bed nucleus of the stria terminalis (BNST) is a limbic structure that has been associated to the expression of anxiety responses. BNST is one of the main targets of noradrenergic innervation in the central nervous system and evidence suggests an activation of this neurotransmission in aversive situations, particularly fear conditioning. Thus, the present study investigated the involvement of BNST noradrenergic system in modulating of behavioral and autonomic responses induced by contextual fear conditioning (CFC) in rats. The conditioned animals showed significant behavioral response (freezing) and autonomic changes such as increased in mean arterial pressure, heart rate and decreased in the tail temperature after re-exposure to context. These effects were attenuated by intra-BNST injection of L-propranolol and phentolamine, non-selective antagonists of and -adrenoceptors, respectively. Additionally, it was also observed that the administration of WB4101, a selective 1 adrenoceptor antagonist, and CGP20712, selective 1 adrenoceptor antagonist, in the BNST reduced conditioned emotional response (CER), suggesting that the BNST noradrenergic neurotransmission through the activation of adrenergic receptors, especially 1 and 1-adrenergic receptors, is involved in the expression of CER. Moreover, evidence shows that activation of 1 adrenoreceptor increases the release of glutamate by CRF1 receptor activation. Therefore, this study also investigated the involvement of CRF, glutamatergic and nitrergic systems in the noradrenergic neurotransmission modulation of CER induced by CFC. Administration of reboxetine, a norepinephrine reuptake inhibitor, significantly increased freezing behavior and induced autonomic responses after re-exposure to aversive context. These effects were blocked by previous administration of the antagonist of 1 and 1-adrenoceptor, WB4101 and CGP20712 respectively, CRF1 antagonist, CP376395, an NMDA receptor antagonist, AP7, and inhibitor of neuronal nitric oxide synthase, NPLA. Similar to reboxetine, urocortin significantly induced CER. These effects induced by urocortin were blocked by CP376395, NPLA and AP7, but not by CGP20712 and WB4101. The present study demonstrates that BNST noradrenergic system is involved in CER observed in CFC model, possibly interacting with CRF, nitrergic and glutamatergic systems.

O núcleo leito da estria terminal (NLET) é uma estrutura límbica envolvida na expressão de respostas relacionadas à ansiedade. O NLET é um dos principais alvos de inervação noradrenérgica no sistema nervoso central e evidências sugerem uma ativação desta neurotransmissão em situações aversivas, em particular aquelas associadas ao medo condicionado. Assim, o presente estudo investigou o envolvimento do sistema noradrenérgico do NLET na modulação de respostas comportamentais e autonômicas induzidas pelo medo condicionado contextual (MCC) em ratos. Animais condicionados apresentaram resposta comportamental (congelamento) e alterações autonômicas, como aumento da pressão arterial média e da frequência cardíaca e queda da temperatura cutânea após serem re-expostos ao contexto previamente pareado com choques nas patas. Esses efeitos foram atenuados pela injeção de L-propranolol e fentolamina, antagonistas não seletivos dos adrenoceptores e , respectivamente, no NLET. Adicionalmente, também foi observado que a administração de WB4101, antagonista seletivo de adrenoceptores 1, e de CGP20712, antagonista seletivo de adrenoceptores 1, no NLET, reduziu a resposta emocional condicionada (REC) contextual, sugerindo que a neurotransmissão noradrenérgica no NLET, através da ativação dos receptores 1 e 1 adrenérgicos estaria envolvida na expressão das respostas induzidas pelo MCC. Além disso, dados da literatura indicam que a ativação dos receptores adrenérgicos 1 no NLET aumenta a liberação de glutamato de forma dependente da ativação de receptores CRF1. Portanto, o presente estudo também investigou uma possível interação entre a neurotransmissão noradrenérgica e os sistemas CRFérgico, glutamatérgico e nitrérgico no NLET sobre a modulação da REC contextual. A administração de reboxetina, um inibidor da recaptação de noradrenalina, aumentou o tempo de congelamento e as respostas autonômicas após reexposição ao contexto aversivo. Esses efeitos foram bloqueados pela administração prévia de antagonista dos adrenoceptores 1 e 1, WB4101 e CGP20712 respectivamente, do antagonista CRF1, CP376395, do antagonista de receptores NMDA, AP7 e do inibidor da óxido nítrico sintase neuronal, NPLA. Similar à reboxetina, a urocortina, um agonista de receptores CRF, aumentou a REC após a re-exposição ao contexto aversivo. Esses efeitos foram bloqueados pelo CP376395 e também pelo AP7 e NPLA, mas não pelo WB4101 e CGP20712. O presente estudo demonstra que o sistema noradrenérgico no NLET está envolvido na REC observada no modelo do MCC de forma dependente da ativação de receptores CRF1 e dos sistemas glutamatérgico e nitrérgico. / The bed nucleus of the stria terminalis (BNST) is a limbic structure that has been associated to the expression of anxiety responses. BNST is one of the main targets of noradrenergic innervation in the central nervous system and evidence suggests an activation of this neurotransmission in aversive situations, particularly fear conditioning. Thus, the present study investigated the involvement of BNST noradrenergic system in modulating of behavioral and autonomic responses induced by contextual fear conditioning (CFC) in rats. The conditioned animals showed significant behavioral response (freezing) and autonomic changes such as increased in mean arterial pressure, heart rate and decreased in the tail temperature after re-exposure to context. These effects were attenuated by intra-BNST injection of L-propranolol and phentolamine, non-selective antagonists of and -adrenoceptors, respectively. Additionally, it was also observed that the administration of WB4101, a selective 1 adrenoceptor antagonist, and CGP20712, selective 1 adrenoceptor antagonist, in the BNST reduced conditioned emotional response (CER), suggesting that the BNST noradrenergic neurotransmission through the activation of adrenergic receptors, especially 1 and 1-adrenergic receptors, is involved in the expression of CER. Moreover, evidence shows that activation of 1 adrenoreceptor increases the release of glutamate by CRF1 receptor activation. Therefore, this study also investigated the involvement of CRF, glutamatergic and nitrergic systems in the noradrenergic neurotransmission modulation of CER induced by CFC. Administration of reboxetine, a norepinephrine reuptake inhibitor, significantly increased freezing behavior and induced autonomic responses after re-exposure to aversive context. These effects were blocked by previous administration of the antagonist of 1 and 1-adrenoceptor, WB4101 and CGP20712 respectively, CRF1 antagonist, CP376395, an NMDA receptor antagonist, AP7, and inhibitor of neuronal nitric oxide synthase, NPLA. Similar to reboxetine, urocortin significantly induced CER. These effects induced by urocortin were blocked by CP376395, NPLA and AP7, but not by CGP20712 and WB4101. The present study demonstrates that BNST noradrenergic system is involved in CER observed in CFC model, possibly interacting with CRF, nitrergic and glutamatergic systems.

o óxido nítrico tem sido apontado como um importante fator de desenvolvimento neural, participando ativamente como sinalizador espacial durante o processo de refinamento sináptico. Avaliamos nesse estudo a participação do óxido nítrico durante esse processo em tectos ópticos de embriões de pintos (Gallus gallus). Para tal avaliamos a imunorreatividade dos neurônios para as proteínas que formam os receptores colinérgicos e glutamatérgicos em diferentes fases do desenvolvimento embrionário, com e sem o bloqueio farmacológico da enzima de síntese do óxido nítrico (NOS). Durante o desenvolvimento embrionário, as subunidades GluR2/3 dos receptores glutamatérgicos são as que aparecem mais precocemente, no 6°dia de desenvolvimento embrionário (E6), juntamente com os neurônios imunorreativos para NOS e somente a partir de E8 é possível identificar a arquitetura laminar típica do tecto óptico.O bloqueio farmacológico da NOS mostrou diferentes padrões de marcação dependendo do tempo de sobrevida do animal. Em animais eutanasiados 24 h após o bloqueio farmacológico observou-se uma alteração na organização das camadas e no padrão radial de organização dos neurônios imunorreativos. Esse dado sugere que haja um atraso no refinamento sináptico, que se reflete em desorganização das camadas do tecto e alterações morfológicas nos neurônios. / O óxido nítrico tem sido apontado como um importante fator de desenvolvimento neural, participando ativamente como sinalizador espacial durante o processo de refinamento sináptico. Avaliamos nesse estudo a participação do óxido nítrico durante esse processo em tectos ópticos de embriões de pintos (Gallus gallus). Para tal avaliamos a imunorreatividade dos neurônios para as proteínas que formam os receptores colinérgicos e glutamatérgicos em diferentes fases do desenvolvimento embrionário, com e sem o bloqueio farmacológico da enzima de síntese do óxido nítrico (NOS). Durante o desenvolvimento embrionário, as subunidades GluR2/3 dos receptores glutamatérgicos são as que aparecem mais precocemente, no 6°dia de desenvolvimento embrionário (E6), juntamente com os neurônios imunorreativos para NOS e somente a partir de E8 é possível identificar a arquitetura laminar típica do tecto óptico.O bloqueio farmacológico da NOS mostrou diferentes padrões de marcação dependendo do tempo de sobrevida do animal. Em animais eutanasiados 24 h após o bloqueio farmacológico observou-se uma alteração na organização das camadas e no padrão radial de organização dos neurônios imunorreativos. Esse dado sugere que haja um atraso no refinamento sináptico, que se reflete em desorganização das camadas do tecto e alteração morfológicas nos neurônios.

Research strategies have been developed to characterize parameters in peripheral tissues that might easily be measured in humans as surrogate markers of damage, dysfunction or interactions involving neural targets of toxicants. Human platelets have been repeatedly suggested as an excellent model for various aspects of the synaptic apparatus and these cells have been shown to accumulate glutamate in a manner similar to that in as synaptosomal preparations. In fact, blood cells such as platelets are ideally suited for monitoring a chemical s neurotoxic effects because of their easy accessibility and because they share a number of functions similar to those of central nervous system neurons. The increasing number of chemicals present in the habitational and occupational environment elevates the risk of toxic human exposure. Heavy metals have become one of many contaminants found in our environment. These metals may react with free protein cysteine thiol groups, which are involved in the function of many enzymes, structural proteins and receptors. Organoselenium (diphenyl diselenide and ebselen) and organotellurium (diphenyl ditelluride) are known to disturb cellular functions by oxidizing -SH groups of biomolecules. Considering that -SH groups are important constituents of receptors and transporters, the effects of heavy metals (Hg2+, Pb2+and Cd2+) as well as diphenyl diselenide, diphenyl ditelluride and ebselen on glutamatergic system in human platelets were examined. The results clearly demonstrated that Hg2+, Cd2+ and Pb2+ inhibited [3H]-glutamate uptake in human platelets. Hg2+ inhibited [3H]-glutamate binding, while Cd2+ and Pb2+ stimulated [3H]-glutamate binding in human platelets. Heavy metals caused an increase on lipid peroxidation and reactive oxygen species measurement in platelets, suggesting that oxidative stress, at least in part, could be one of the mechanisms involved in heavy metals-induced neurotoxicity. The use of 2,3-dimercaptopropanol (BAL), a dithiol chelating agent therapeutically used for the treatment of heavy metals poisoning, was able to protect and restoring [3H]-glutamate binding against effects caused by Pb2+, Cd2+ and Hg2+. 2,3 dimercaptopropane-1-sulfonic acid (DMPS), another dithiol chelating agent, was able protecting and restoring against the effects caused by heavy metals in [3H]-glutamate binding in platelets. Similar results were obtained with ditiothreitol (DTT), a sulfhydryl agent commonly used as a -SH groups reductor. The dithiol agents alone did not alter [3H]-glutamate binding. In contrast, reduced glutathione (GSH), a monothiol reducing agent, inhibited [3H]-glutamate binding in all tested concentrations. In addition, this compound did not protect the effect caused by heavy metals. These results suggest that dithiol agents (BAL, DMPS and DTT) could act by chelating heavy metals or/and by reducing SH groups of glutamatergic receptors. Diphenyl diselenide and diphenyl ditelluride inhibited [3H]-glutamate binding, but ebselen did not alter this parameter. All organochalcogens tested inhibited [3H]-glutamate uptake in human platelets. The inhibition caused by organochalcogens in glutamatergic system, was not recovered by the addition of reducing agents (DTT and GSH), indicating that toxicological properties of these compounds an not exclusively related to oxidation of SH groups. Considering the results obtained, could be suggested that platelets to be a suitable biomarker for exposure by toxic compounds and represented a good model for investigated the mechanism involved in changes caused by these compounds. / Recentes pesquisas têm sido desenvolvidas para caracterizar biomarcadores em tecidos periféricos que possam ser utilizados em casos de dano, disfunção ou interações envolvendo alvos de agentes tóxicos. As plaquetas têm sido amplamente sugeridas como um excelente modelo do aparato sináptico e, ainda tem sido demonstrado que estas células acumulam glutamato de maneira similar a sinaptossomas de cérebro de ratos. De fato, as células sanguíneas são ideais para monitorar os efeitos neurotóxicos causados por agentes químicos, por serem de fácil acesso e devido a estas apresentarem funções similares às encontradas em neurônios do sistema nervoso central. O aumentado número de agentes químicos presentes no meio ambiente tem elevado o risco de intoxicação ocupacional. Os metais pesados são alguns dos principais contaminantes encontrados no meio ambiente. Estes metais podem interagir com grupos -SH, os quais são necessários para a função de muitas enzimas, proteínas estruturais e receptores. Os compostos de organoselênio (disseleneto de difenila e ebselen) e de organotelúrio (ditelureto de difenila) também foram alvo deste estudo, visto que também possuem a capacidade de oxidar grupos SH de moléculas biologicamente ativas. Assim como os metais pesados, os mecanismos pelos quais os organocalcogênios desencadeiam ações tóxicas não são bem descritos. Levando em consideração que grupos SH estão presentes em receptores e transportadores, investigou-se os efeitos dos metais pesados (Hg2+, Pb2+ e Cd2+), bem como do disseleneto de difenila, ditelureto de difenila e ebselen sobre o sistema glutamatérgico em plaquetas humanas. Os resultados obtidos demonstraram que o Hg2+, o Cd2+ e o Pb2+ inibem a captação de [3H]-glutamato em plaquetas. O Hg2+ inibiu a união específica de [3H]-glutamato, enquanto o Cd2+ e o Pb2+ estimularam a união específica de [3H]-glutamato em plaquetas. Os metais pesados testados causaram um aumento na peroxidação lipídica e nos níveis de espécies reativas de oxigênio em plaquetas, sugerindo que o estresse oxidativo, pelo menos em parte, pode estar envolvido na neurotoxicidade induzida por estes metais. O 2,3-dimercaptopropanol (BAL), um agente quelante ditiólico usado terapeuticamente no tratamento de intoxicações por metais pesados, foi capaz de proteger e restaurar os efeitos causados por Pb2+, Cd2+ e Hg2+ sobre a união específica de [3H]-glutamato. Outro agente quelante ditiólico testado, o ácido 2,3-dimercapto-1-propanosulfônico (DMPS), foi capaz de proteger e restaurar os efeitos causados pelos metais pesados sobre a união específica de [3H]-glutamato em plaquetas. Resultados similares foram obtidos com o ditiotreitol (DTT), um agente utilizado como redutor de grupos -SH. Os agentes ditiólicos sozinhos não alteraram a união específica de [3H]-glutamato. Em contraste, a glutationa reduzida (GSH), um agente redutor monotiol, causou inibição sobre a união específica de [3H]-glutamato em todas as concentrações testadas. Esse composto não foi capaz de proteger do efeito causado pelos metais. Esses resultados sugerem que os agentes ditiólicos (BAL, DMPS e DTT) podem atuar quelando os metais pesados e/ou como redutores de grupos SH dos receptores glutamatérgicos. O disseleneto de difenila e ditelureto de difenila inibiram a união específica de [3H]-glutamato, mas o ebselen não interferiu nesse parâmetro. Além disso, todos os organocalcogênios testados inibiram a captação de [3H]-glutamato em -plaquetas. A inibição causada por estes compostos sobre a captação e união específica de [3H]-glutamato, não foi revertida pela adição de agentes redutores (DTT e GSH), indicando que os efeitos tóxicos dos organocalcogênios não está exclusivamente relacionado com à oxidação de grupos SH. Considerando os resultados obtidos neste estudo, é possível sugerir que as plaquetas podem servir como marcadores periféricos em casos de exposição por agentes tóxicos e, ainda representam um bom modelo para investigar os mecanismos envolvidos nas alterações causadas por estes compostos.

Desde a primeira síntese, isolamento e caracterização dos andrógenos, particularmente da testosterona em 1935, diversos homólogos sintéticos foram desenvolvidos com os objetivos de prolongar a atividade biológica, desenvolver administração parenteral e diminuir a atividade androgênica, classe denominada de esteróides anabólicos-andrógenos (EAA). Desde 1940, os EAA são utilizados na clínica para diversos tipos de doenças, destacando-se o hipogonadismo masculino e em terapias para promoção de crescimento. Também são amplamente utilizados para fins estéticos, principalmente para manutenção e promoção do ganho de massa magra corpórea. Devido ao grande aumento do consumo destes fármacos, tanto para fins esportivos como estéticos, há uma necessidade de investigar efeitos comportamentais relacionados ao seu uso exacerbado. Milhares de pessoas se auto-administram EAA em superdoses, o que gera um problema de saúde pública. Os Resultados do presente trabalho demonstram que o uso crônico dos EAA aumento do comportamento de agressivo, e sutil prejuízo da memória espacial e memória aversiva de curta duração, e na atividade exploratória em camundongos machos da linhagem CF1. Os Resultados metabólicos demonstraram que o tratamento crônico com decanoato de nandrolona (DN) não afeta a função hepática e renal, não altera a homeostasia da glicose e nem o peso corporal, mas diminui os níveis séricos de colesterol total, HDL e triglicerídeos. Os resultados neuroquímicos apontam para uma ruptura da homeostase glutamatérgica, através da alteração da captação de glutamato e do imunoconteúdo do transportador GLT 1. Em conclusão, o uso crônico com altas doses de DN causa o aumento do comportamento agressivo e diminuição na memória aversiva de curta duração. O desequilíbrio da função glutamatérgica evidenciado pela diminuição da captação de glutamato no córtex e hipocampo e do transportador GLT-1- pode ser um dos mecanismos neuroquímicos envolvidos nas alterações comportamentais induzidas pelo tratamento com o DN. / Since the first synthesis, isolation and characterization of androgens, particularly testosterone in 1935, several synthetic counterparts were developed with the objective of prolonging the biological activity, parenteral administration and decrease the androgen activity, called the class of anabolic-androgenic (AAS). Since 1940, AAS are used in the clinic for several types of diseases, especially in male hypogonadism and therapies to promote growth. Additionally, they are widely used for esthetic purposes, mainly for maintenance and promotion of lean body mass gain. Due to the large increase in consumption of these drugs, both for aesthetic purposes and sports, the investigation of behavioral effects related to its overuse is imperative. Thousands of people self-administer AAS in overdoses, a fact that creates a public health problem. The results of this study demonstrate that chronic administration of AAS cause an increase in aggressive behavior, and subtle impairment of spatial memory and short-term aversive memory in male mice strain CF1. The metabolic results showed that chronic treatment with Nandrolone Decanoate (DN) neither affect hepatic and kidney function, nor glucose homeostasis and body weight but decreased serum levels of total cholesterol, HDL and triglycerides. The neurochemical results suggest a disruption of glutamatergic homeostasis through changes in glutamate uptake and GLT1 immunocontent. In conclusion, the chronic use at high doses of DN causes increase of aggressive behavior impairs short-term avoidance memory. The imbalance of glutamatergic function evidenced by the decreased glutamate uptake in cortex and hippocampus as well as decreased immunocontent of GLT-1 may participate in the mechanisms underlying behavioral changes induced by chronic treatment with DN.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Excessive formation of reactive oxygen species (ROS) and disruption of glutamate uptake have been hypothesized as key mechanisms contributing to quinolinic acid (QA)- induced toxicity. Thus, here we investigate if the use of diphenyl diselenide (PhSe)2, guanosine (GUO) and MK-801, alone or in combination, could protect rat brain slices from QA-induced toxicity. QA (1 mM) increased ROS formation, thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) and decreased cell viability after 2 h of exposure. (PhSe)2 (1 μM) protected against this ROS formation in the cortex and the striatum and also prevented decreases in cell viability induced by QA. (PhSe)2 (5 μM) prevented ROS formation in the hippocampus. GUO (10 and 100 μM) blocked the increase in ROS formation caused by QA and MK-801 (20 and 100 μM) abolished the pro-oxidant effect of QA. When the non effective concentrations were used in combination produced a decrease in ROS formation, mainly (PhSe)2 + GUO and (PhSe)2 + GUO + MK-801. These results demonstrate that this combination could be effective to avoid toxic effects caused by high concentrations of QA. Furthermore, the data obtained in the ROS formation and cellular viability assays suggest different pathways in amelioration of QA toxicity present in the neurodegenerative process. / A formação excessiva de espécies reativas de oxigênio (ROS) e alterações na captação de glutamato têm sido associadas como mecanismos chave que contribuem para toxicidade induzida pelo ácido quinolínico (AQ). Assim, nós investigamos se a utilização do disseleneto de difenila (PhSe)2, guanosina (GUO) e MK-801, isoladamente ou em combinação, podem proteger as fatias de regiões cerebrais de ratos da toxicidade induzida por AQ. AQ (1 mM) aumentou a formação de ROS, substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e diminuiu a viabilidade celular após 2h de exposição. (PhSe)2 (1 μM) protegeu contra esta formação de ROS no córtex e no estriado e além disso preveniu a diminuição da viabilidade celular induzida pelo AQ. (PhSe)2 (5 μM) preveniu a formação de ROS no hipocampo. GUO (10 e 100 μM) bloqueou o aumento na formação de ROS causada pelo AQ e MK-801 (20 e 100 μM) aboliu o efeito pró-oxidante do AQ. Quando as concentrações não-efetivas foram usadas em combinação produziram uma diminuição na formação de ROS, principalmente (PhSe)2 + GUO e (PhSe)2 + GUO + MK-801. Estes resultados demonstram que esta combinação pode ser eficaz para evitar os efeitos tóxicos provocados por concentrações elevadas do AQ. Além disso, os dados obtidos nos ensaios de formação de ROS e viabilidade celular sugerem diferentes vias de atuação na melhora da toxicidade induzida pelo AQ presente no processo neurodegenerativo.