Algumas memórias entram em um período lábil após a evocação. Para persistir, devem passar por outro processo chamado reconsolidação. Uma das funções da reconsolidação da memória é a atualização de memórias existentes. Estados endógenos particulares concomitantes com a reconsolidação poderiam influenciar o armazenamento e a futura expressão da memória. Neste trabalho, exploramos se um processo endógeno ativado durante uma experiência natural/fisiológica ou uma intervenção farmacológica poderiam atualizar o conteúdo da memória. Usando um Condicionamento Aversivo ao Contexto em ratos, encontramos que o conteúdo endógeno da memória pode ser atualizado durante a reconsolidação por estímulos naturais como uma restrição de água, transformando uma memória prévia em uma memória dependente de estado. Essa atualização é mediada pelos receptores AT1 de Angiotensina no hipocampo dorsal e a infusão local de Angiotensina II humana (ANG II) mimetiza os efeitos da restrição de água na reconsolidação. Esta propriedade de atualização parece ser um processo geral da memória, tendo em conta que a administração sistêmica de morfina reproduz os efeitos encontrados com a restrição de água e a infusão local de angiotensina II. Esses achados trazem novos conhecimentos sobre a influência de eventos da vida diária na memória e ampliam a visão clássica da modulação endógena da consolidação da memória. / Some memories enter into a labile state after retrieval, requiring to be reconsolidated in order to persist. One functional role of memory reconsolidation is to update existing memories. Particular endogenous states that are concomitant with reconsolidation could influence the storage and future expression of memory. Here, we explored whether an endogenous process activated during a natural/physiological experience or pharmacological interventions can update memory content. Using the Contextual Fear Conditioning paradigm in rats, we found that endogenous content of memory can be updated during reconsolidation by natural events such as water deprivation, transforming a previous memory in a state-dependent memory. This updating is mediate by Angiotensin AT1 receptors activation in dorsal hippocampus. Furthermore, local infusion of human Angiotensin II (ANG II) mimics the water deprivation effects on memory reconsolidation. The property of endogenous update appears to be a general memory process, since systemic morphine injection reproduce the same effects obtained by water deprivation and local angiotensin II infusion on making a previously acquired memory state-dependent. These findings trigger new insights about the influence of daily life events on memory and extend the classical view of endogenous modulation of memory consolidation.

Introdução: A apneia obstrutiva do sono (AOS) ocasiona a hipóxia intermitente (HI), causando doenças cardíacas, vasculares e neurológicas. O modelo de experimentação animal utiliza a HI para simular a AOS, permitindo a avaliação das alterações encefálicas, sendo o hipocampo uma área reconhecidamente influenciada pela hipóxia. A S100B é uma proteína de 21-kDa ligada ao cálcio, produzida e liberada principalmente pelos astrócitos no neurópilo do sistema nervoso central. Sua dosagem tem sido utilizada para compreender o envolvimento de distintos tipos celulares em determinadas condições patológicas. O presente estudo objetiva testar a hipótese de que a HI empregada em um modelo experimental de AOS em camundongos é capaz de alterar o número de astrócitos em diferentes subcamadas hipocampais (CA1, CA3 e DG), além de modificar qualitativamente a reatividade imuno-histoquímica destas células ao S100B. Materiais e Métodos: Camundongos CF-1 foram expostos ou a 35 dias de HI (n = 27) ou a HIS (n = 27), alternando 30 segundos de hipóxia progressiva a um nadir de 7%, seguidos por 30 segundos de normóxia. Durante 8 horas, os animais sofreram um total de 480 ciclos de hipóxia/reoxigenação, equivalente a um índice de apneia de 60/hora. O encéfalo foi dissecado, sendo o hipocampo e suas subcamadas analisados histologicamente pela técnica de imuno-histoquímica com a utilização do anticorpo S100B. Resultados: Foi realizada a análise quantitativa dos astrócitos hipocampais imunorreagentes ao S100B. A média desta foi de 23,85 ± 0,37 astrócitos/0,25 mm2 no grupo HI, enquanto no grupo HIS foi de 21,03 ± 0,50 astrócitos/0,25 mm2 (p < 0,001). Esta diferença também foi também observada de forma global nas subcamadas CA1 e CA3, sendo menos perceptível no DG. A imunorreatividade astrocitária foi maior (+++) no grupo HI, não atingindo tal intensidade no grupo HIS. A análise qualitativa secundária evidenciou a presença de cariorrexe, de picnose neuronal, além de corpos celulares astrocitários discretamente hipertróficos apenas nos animais do grupo HI. Conclusão: A HI aumentou a densidade numérica de astrócitos hipocampais, assim como a imunorreatividade destas células ao S100B, no processo chamado de astrogliose reativa. Alterações neuronais secundárias também foram observadas no grupo HI. Investigações futuras utilizando outras metodologias permitirão uma melhor avaliação dos resultados aqui descritos. / Introduction: Obstructive sleep apnea (OSA) causes intermittent hypoxia (IH), leading to cardiovascular and neurological diseases. The animal experimental studies use IH to simulate OSA, enabling the analysis of brain alterations, with the hippocampus recognized as an area influenced by hypoxia. S100B is a 21-kDa protein bonded to calcium, produced and secreted primarily by astrocytes in the neutrophil of the central nervous system. Levels of the protein have been used to understand the involvement of different cell types in certain pathological conditions. The present study aimed to test the hypothesis that IH used in an experimental design investigating OSA in mice can alter the number of astrocytes in different hippocampal sublayers (CA1, CA3 and dentate gyrus), in addition to quantitatively modifying the immunohistochemical reactivity of these cells. Materials and Methods: CF-1 mice were exposed to 35 days of either IH (n = 27) or SIH (n = 27), alternating 30 seconds of progressive hypoxia with a nadir of 7%, followed by 30 seconds of normoxia. Over a period of 8 hours, the animals were submitted to a total of 48 hypoxia/reoxygenation cycles, equivalent to an apnea index of 60/hour. The brain was dissected and the hippocampus and its sublayers were histologically analyzed by immunohistochemistry using S100B antibodies. Results: A quantitative analysis was performed of hippocampal astrocytes immunoreactive to S100B. The means recorded were 23.85 ± 0.37 astrocytes/0.25 mm2 and 21.03 ± 0.50 astrocytes/0.25 mm2 (p < 0.001) in the IH and SIH (simulated intermittent hypoxia) groups, respectively. This difference was also observed in sublayers CA1 and CA3 overall, and was less noticeable in the dentate gyrus. Astrocyte immunoreactivity was greater (+++) in the IH group and did not achieve this intensity in the SIH group. Secondary qualitative analysis revealed the presence of karyorrhexis, pyknotic neurons, and discretely hypertrophic astrocytes only in animals from the IH group. Conclusion: IH increased the number density of hippocampal astrocytes, as well as their immunoreactivity to S100B, in a process known as reactive astrogliosis. Secondary neuron alterations were also observed in the IH group. Future investigations using alternative methodologies would allow a better assessment of the results described here.

Resumo não disponível

A hiperamonemia é observada tanto em doenças hepáticas quanto em erros inatos do metabolismo. A amônia em altas concentrações atravessa a barreira hematoencefálica e é tida como uma das principais causas para o desenvolvimento das alterações neuropsiquiátricas observadas na Encefalopatia Hepática (HE). Os prejuízos moleculares e fisiológicos causados por este íon são observados principalmente nas células astrocíticas às quais apresentam alterações na atividade de uma série de proteínas e enzimas clássicas de sua função. Entre elas destaca-se a proteína S100B, principalmente expressa e secretada por estas células e muito usada como marcadora de dano cerebral. Um aumento nas concentrações de S100B no soro tem sido observado em pacientes e modelos animais com HE, porém pouco foi visto sobre a indução na secreção da S100B provocado por altas concentrações de amônia no cérebro. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a secreção desta proteína em uma situação de hiperamonemia ex vivo, em fatias hipocampais e corticais, assim como in vivo em ratos hiperamonêmicos por indução com urease. Além disso, foi realizado a análise de outras funções astrocíticas, ainda controversas na literatura, e pouco analisadas na região hipocampal. A exposição à amônia induziu uma redução no conteúdo extracelular de S100B em fatias de hipocampo, porém não induziu alteração nas fatias de córtex cerebral. No entanto, um aumento na concentração de S100B foi observado no líquor, sem alteração no soro dos ratos com hiperamonemia. O hipocampo se mostrou uma região altamente susceptível aos efeitos da amônia, com redução na captação de glutamato, no conteúdo de GSH e sem alteração na atividade da glutamina sintetase. Além disso, o conteúdo de GFAP está aumentado nos ratos hiperamonêmicos evidenciando uma astrogliose na região hipocampal, o que pode estar contribuindo para patogênese de HE. / Ammonia serum concentration is commonly raised in liver diseases and in inborn errors of urea cycle. High ammonia levels cross the blood brain barrier and is considered one of the main causes for the development of Hepatic Encephalopathy (HE), a neuropsychiatric disease. The molecular and physiological damages are observed mainly in astrocyte cells which present alterations in the activity of a number of proteins and enzymes of their classic function. Among these, stands out the S100B protein, mainly expressed and secreted by these cells and used extensively as a marker of cerebral damage. An increase in S100B serum has been observed in animal models and patients with HE. However, it is not known if ammonia can directly induce S100B secretion in the brain. In this study, we evaluated the secretion of this protein in hyperammonemia condition ex vivo, in hippocampal and cortical slices, and in vivo, in urease treated rats. We also analyzed other astrocyte functions, which are still controversial in the literature and little examined in the hippocampus. We found a reduction in the extracellular S100B content in hippocampal slices exposed to ammonia, but no change was observed in cortical slices. However, an increase in cerebrospinal fluid (CSF) S100B level was found, with no change in serum level of this protein in hyperammonemic rats. The hippocampus revealed a very susceptible area to the ammonia effects, with a reduction in glutamate uptake as in glutathione (GSH) content and no change in glutamine synthetase activity. Moreover, GFAP content was increased in hippocampus of hyperammonemic rats indicating an astrogliosis, which may contribute to pathogenesis of HE.

O metabolismo cerebral é altamente dependente da glicose, que é derivada a partir da circulação sanguínea e metabolizada pelos astrócitos e outras células neuronais, através de várias vias. A captação da glicose no cérebro não envolve transportadores de glicose insulino-dependentes; no entanto, esse hormônio afeta o fluxo de glicose do cérebro. Alterações nos níveis de S100B (uma proteína derivada de astrócitos) no líquido cefalorraquidiano têm sido associados a alterações no metabolismo da glicose; no entanto, não há evidência que a insulina modula o metabolismo da glicose e a secreção de S100B. Investigamos então o efeito da S100B no metabolismo da glicose, medindo a incorporação de 3H-glicose em dois modelos, em células de glioma C6 e fatias hipocampais agudas, investigando o efeito da insulina sobre a secreção de S100B. Os nossos resultados mostram que: (a) a S100B em níveis fisiológicos diminui a captação de glicose, através da via do receptor multiligante RAGE e através da ativação da via de sinalização da proteína-quinase / ERK, e que (b) insulina estimulada a secreção de S100B via sinalização de PI3K. Os nossos resultados indicam a existência de uma relação insulina-S100B na modulação de glicose no tecido cerebral, o que pode melhorar a nossa compreensão sobre o metabolismo da glicose em várias condições, tais como a cetose, demência induzida por estreptozotocina e exposição farmacológica aos antipsicóticos, onde as mudanças de sinalização da insulina e extracelular celular de S100 foram relatados. / Brain metabolism is highly dependent on glucose, which is derived from the blood circulation and metabolized by the astrocytes and other neural cells via several pathways. Glucose uptake in the brain does not involve insulin-dependent glucose transporters; however, this hormone does affect the brain’s glucose in flux. Changes in cerebrospinal fluid levels of S100B (an astrocyte-derived protein) have been associated with alterations in glucose metabolism; however, there is no evidence as to whether insulin modulates glucose metabolism and S100B secretion. Herein we investigated the effect of S100B on glucose metabolism, measuring 3H-glucose incorporation in two preparations, C6 glioma cells and acute hippocampal slices, and we also investigated the effect of insulin on S100B secretion. Our results showed that: (a) S100B at physiological levels decreases glucose uptake, through via the multiligand receptor RAGE and mitogen-activated protein kinase/ERK signaling, and that (b) insulin stimulated S100B secretion via PI3K signaling. Our findings indicate the existence of insulin-S100B modulated glucose utilization in the brain tissue, and may improved our understanding of glucose metabolism in several conditions such as ketosis, streptozotocin-induced dementia and pharmacological exposure to antipsychotics, where changes of insulin signaling and extracellular cellular of S100 have been reported.

A histidinemia é um erro inato do metabolismo de aminoácidos causado pela deficiência na atividade da enzima histidase no fígado e na pele, levando ao acúmulo de histidina no plasma e nos tecidos. É uma doença de caráter autossômico recessivo usualmente considerada inofensiva aos pacientes e a seus filhos; entretanto, alguns pacientes e crianças nascidas de mães histidinêmicas apresentam leves alterações neurológicas. Considerando que a histidinemia é uma das mais frequentes doenças metabólicas, no presente estudo nós investigamos o efeito da sobrecarga de L-histidina a ratas fêmeas durante a gestação e a lactação em alguns parâmetros do metabolismo energético em córtex cerebral e hipocampo da prole. As atividades da piruvatoquinase e da creatinaquinase citosólica e mitocondrial diminuíram em córtex cerebral e hipocampo dos ratos da prole aos 21 dias de idade e esse padrão permaneceu em ambas as estruturas aos 60 dias de idade. Além disso, a atividade da adenilatoquinase foi reduzida em córtex e hipocampo da prole aos 21 dias, enquanto a atividade aumentou nos dois tecidos aos 60 dias de vida. Estes resultados sugerem que a administração de L-histidina às ratas fêmeas no curso da gravidez e da amamentação prejudica a homeostasia energética em córtex cerebral e hipocampo dos ratos nascidos de mães tratadas. Considerando que a histidinemia é geralmente uma condição benigna e que pouca atenção tem sido dada à histidinemia materna, parece importante que mais estudos sejam realizados em crianças nascidas de mães histidinêmicas. / Histidinemia is an inborn error of metabolism of amino acids caused by deficiency of histidase activity in liver and skin with consequent accumulation of histidine in plasma and tissues. Histidinemia is an autosomal recessive trait usually considered harmless to patients and their offspring, but some patients and children born from histidinemic mothers have mild neurologic alterations. Considering that histidinemia is one of the most frequently identified metabolic conditions, in the present study we investigated the effect of L-histidine load to female rats during pregnancy and lactation on some parameters of energy metabolism in cerebral cortex and hippocampus of the offspring. Pyruvate kinase, cytosolic and mitochondrial creatine kinase activities decreased in cerebral cortex and in hippocampus of rats at 21 days of age and this pattern remained in the cerebral cortex and in hippocampus at 60 days of age. Moreover, adenylate kinase activity was reduced in the cerebral cortex and in hippocampus of the offspring at 21 days of age, whereas the activity was increased in the two tissues at 60 days of age. These results suggest that administration of L-histidine to female rats in the course of pregnancy and lactation impaired energy homeostasis in the cerebral cortex and hippocampus of the offspring. Considering that histidinemia is usually a benign condition and little attention has been given to maternal histidinemia, it seems important to perform more studies in the children born from histidinemic mothers.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-05-27T13:56:17Z No. of bitstreams: 1 2013_LucianaLilianLouzadaMartini.pdf: 1613486 bytes, checksum: 5a2c731dc3cdf67e75cc5e0465edd787 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-05-27T14:11:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_LucianaLilianLouzadaMartini.pdf: 1613486 bytes, checksum: 5a2c731dc3cdf67e75cc5e0465edd787 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-27T14:11:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_LucianaLilianLouzadaMartini.pdf: 1613486 bytes, checksum: 5a2c731dc3cdf67e75cc5e0465edd787 (MD5) / Introdução: As técnicas usadas para medição volumétrica em uso com execução mais simples ou complexa incluem métodos manuais, semiautomáticos e automáticos com diferentes programas e protocolos. Apesar do avanço tecnológico nesta área, o traçado manual continua sendo o método mais eficaz e de menor custo, entretanto, é o que mais consome tempo, limitando sua aplicação clínica. O programa Osirix é um visualizador DICOM (Comunicação de Imagens Digitais em Medicina), baseado em plataforma Apple, distribuído em várias versões, incluindo uma de 32bits que é gratuita. É uma aplicação com bom desempenho e amplamente difundida entre os radiologistas e demais especialistas que utilizam imagens na sua prática diária. Objetivo: Desenvolver uma técnica de medição volumétrica manual do hipocampo utilizando o visualizador Osirix, versão 5,6 e realizar a comparação interobservador da medição do hipocampo com a mesma técnica. Materiais e Métodos: Foi utilizado o visualizador Osirix gratuito, com imagens de sequência volumétrica SPGR ponderadas em T1, com cortes de 1mm de espessura; intervalo de 0,1mm, obtidas em aparelho de ressonância magnética (RM) GE de 1,5T, com bobina de 8 canais. Foi usada uma delimitação visual específica do hipocampo. No mínimo dez cortes foram escolhidos para o traçado manual das regiões de interesse (ROI), preferencialmente quando houvesse uma mudança na sua conformação visual. Em seguida, selecionou-se na barra de ferramentas o comando ROI, opção ROI volume (volume da área de interesse) e generate missing ROI (gerar áreas de interesse), para gerar as áreas subsequentes automaticamente podendo ser corrigidas manualmente em caso de erros do programa. Finalmente, repetiu-se a sequência ROI e ROI volume, mas dessa vez com o comando compute volume (computar volume) para calcular o volume total de todas as áreas de interesse e gerar uma imagem correspondente em três dimensões (3D). Os coeficientes de correlação intraclasse foram calculados, com um intervalo de 95% de confiança, como uma medida de confiabilidade relativa entre as volumetrias dos leitores. Estes coeficientes foram calculados para uma análise de variância (ANOVA) a dois fatores baseado em concordância absoluta. A técnica foi aplicada em 12 pacientes com idade média de 75 anos, sexo feminino, cognitivamente normal e que realizaram RM devido a outras queixas, como cefaleia, e não apresentavam anormalidades estruturais. As medidas foram realizadas por dois médicos residentes do terceiro ano (R3) de radiologia e uma geriatra, esta sem experiência prévia em manipular imagens de RM. Resultados: Após a análise estatística, verificou-se que todos os coeficientes de correlação intraclasse apresentaram valores abaixo de 0,40 que indica uma baixa concordância entre os avaliadores. Conclusão: A medição volumétrica do hipocampo utilizando o visualizador Osirix tem a vantagem de ser acessível e ter um custo baixo comparado com as técnicas automáticas. Contudo, o procedimento é trabalhoso, demanda tempo e não houve uma correção para a atrofia relacionada ao envelhecimento e a variabilidade individual. A análise estatística evidenciou uma baixa concordância entre os avaliadores o que reforça a necessidade de maior treinamento na delimitação do hipocampo relatado na literatura. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Introduction: The techniques used for volume measurement from simple to more complex methods include manual, semiautomatic and automatic measurements with a variety of programs and protocols. Despite technological advances, manual tracing remains the most effective and least costly, however it’s more time-consuming and this limits its clinical use. Osirix™ is a DICOM™ (Digital Imaging and Communications in Medicine), viewer, based on an Apple™ platform, available in several versions, including a 32 bits that is free of charge. It performs well and is widespread among radiologists and other specialists who use images in their daily practice. Objective: To develop a technique for hippocampal manual volumetric measurement using the DICOM viewer Osirix™ version 5.6 and compare the interater measurement of the hippocampus with the same technique. Materials and Methods: We used the free viewer Osirix™, with images obtained by T1-weighted gradient echo SPGR volumetric sequence, 1mm thick slices with 0.1mm interval on a 1.5 T MRI (magnetic resonance imaging) GE with an 8 channel head coil. A specific delineation of the hippocampus was used. At least ten slices were chosen to manually trace the region of interest (ROI), preferably where there were changes in its visual conformation. Next, in the toolbar, we selected the following sequence of commands: “ROI”, “ROI volume” and “generate missing ROI” and the software generated automatically the missing ROI that was corrected manually in case of errors. Finally, the sequence was repeated, “ROI”, “ROI volume”, but this time with the final command being “compute volume” to calculate the total volume of all the areas of interest and generate a corresponding three dimensional (3D) image. The Intraclass Correlation Coefficient (ICC) was calculated with 95% confidence interval, 10 as a measure of the reliability between volumetric ratings. These coefficients were calculated on a two-way ANOVA model based on absolute agreement. This technique was applied in 12 patients with mean age of 75, female, cognitively normal and who had MRI performed due to other complaints, such as headache, that showed no structural abnormalities. Two third year radiology residents and 1 geriatrician with limited MRI experience performed the measurements. Results: The statistical analysis found that all ICC had values below 0.40, indicating a weak correlation among raters. Conclusion: The manual volumetric hippocampus measurement with Osirix™ has the advantage of being accessible and of low cost compared to automatic techniques. This technique is time consuming and there was no correction for aging atrophy or individual variability. Statistical analysis demonstrated a weak correlation among raters which confirms the importance of training the researchers on the delineation of the hippocampus.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Animal, 2014. / Submitted by Larissa Stefane Vieira Rodrigues (larissarodrigues@bce.unb.br) on 2014-10-21T16:52:43Z No. of bitstreams: 1 2014_ChristianoDelCantoniGati.pdf: 2602107 bytes, checksum: 18a064226ebc5138f5ae768e6881caa7 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-10-21T17:37:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_ChristianoDelCantoniGati.pdf: 2602107 bytes, checksum: 18a064226ebc5138f5ae768e6881caa7 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-21T17:37:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_ChristianoDelCantoniGati.pdf: 2602107 bytes, checksum: 18a064226ebc5138f5ae768e6881caa7 (MD5) / Os canais para K+ são agrupados em quatro famílias sendo uma delas a de canais voltagem-dependentes (Kv). Os canais Kv estão presentes na formação hipocampal, estrutura chave na consolidação da memória declarativa e espacial. Apesar de trabalhos mostrem a participação de canais para K+ nos processos de aprendizagem e memória, não está claro qual o papel dos canais Kv. Em função de evidências da literatura, acreditamos que canais Kv subtipo 1.1 (Kv1.1) contribuem positivamente para a formação de memória espacial enquanto os Kv subtipo 2.1 (Kv2.1) têm efeito oposto no mesmo fenômeno. O objetivo deste trabalho é testar essa hipótese. Para ratificar a influência dos canais Kv na memória espacial, além de padronizar testes comportamentais e eletrofisiológicos relacionados a processos da memória, foi utilizada a 4-aminopiridina (4-AP), um bloqueador seletivo para canais Kv, e a escopolamina, um antagonista de receptor muscarínico com comprovado efeito amnésico. Também foram selecionadas duas toxinas para os testes: HgeTx1 e ScTx1. A HgeTx1 é um peptídeo do escorpião Hadrurus gertschi e um bloqueador de canais Kv1.1. A ScTx1 é um peptídeo da aranha Stromatopelma calceata e um bloqueador de canais Kv2.1. Enquanto a ScTx1 foi adquirida comercialmente, a HgeTx1 foi obtida a partir da peçonha de escorpiões por meio de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC, sigla em inglês) e caracterizada quimicamente por meio de espectrometria de massa do tipo MALDI-TOF. A administração das substâncias foi intrahipocampal bilateral na região de CA1 (i.h.) ou intraperitoneal (i.p.). Ratos Wistar machos sob o efeito de diferentes substâncias supracitadas (exceto as toxinas) foram submetidos a três testes comportamentais de aprendizagem e memória espacial: o campo aberto (CA), o labirinto radial de oito braços (LR) e o labirinto aquático de Morris (LAM). Todas as substâncias (incluindo as toxinas) também foram utilizadas em preparações de fatias da formação hipocampal de cérebros (slice) de ratos para verificar seus efeitos sobre a indução de long-term potentiation (LTP) nas sinapses Schaefer-CA1, um dos possíveis mecanismos celulares/moleculares da memória. Os testes comportamentais confirmaram o envolvimento dos canais Kv na memória dependente da formação hipocampal. Os testes no CA mostraram que a escopolamina i.p. (n = 5) provocou prejuízo da habituação espacial, efeito revertido parcialmente pela 4-AP i.h. (n = 5). Nos testes no LR, o bloqueio dos canais Kv pela 4-AP i.h. (n = 6) facilitou tanto a memória operacional quanto a memória de referência, enquanto o desempenho dos animais foi prejudicado pela escopolamina i.p. (n = 6). Os testes com o LAM mostraram resultados semelhantes, pois a 4-AP i.h. melhorou o desempenho dos ratos. Os testes eletrofisiológicos in vitro complementaram os comportamentais. A escopolamina inibiu a indução de LTP (n = 6), enquanto a 4-AP o intensificou (n = 6), achados que reforçam os do CA e LR. Foi também interessante observar que a 4-AP reverteu o efeito supressor da escopolamina (n = 6), resultado semelhante ao obtido no CA. Por fim, a HgeTx1 diminuiu a magnitude do LTP (n = 6) e a ScTx1 o aumentou (n = 6), satisfazendo predições deste trabalho. Os resultados obtidos até o momento não só fortalecem a importância dos canais Kv na aprendizagem e memória espacial, mas também corroboram nossa hipótese sugerindo que os canais Kv1.1 e Kv2.1 possuem efeitos distintos e complementares na formação da memória. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / K+ channels are the most diverse among ion channels. They are grouped into four families, one of which is the voltage-dependent (Kv) channels. These are widely distributed in the mammalian brain, especially in the hippocampus, a key structure in the consolidation of declarative and spatial memories. Although studies show the involvement of K+ channels in learning and memory, the role of Kv channels in these processes still unclear. Based on previous studies, we believe that Kv subtype 1 (Kv1) channels contribute positively to the spatial memory formation, while Kv subtype 2 (Kv2) have the opposite effect on the same phenomenon. The aim of this work was to test this hypothesis. We used 4-aminopyridine (4-AP), a selective blocker for Kv channels, and scopolamine, a muscarinic receptor antagonist with proved amnesic effect to confirm the influence of Kv channels on spatial memory. Additionally, the same drugs were used to standardizing behavioral and electrophysiological tests related to memory processes. Two toxins were selected for the tests: HgeTx1 and ScTx1. The former is a peptide from the Hadrurus gertschi scorpion, being a Kv1.1 channel blocker. ScTx1 is a peptide from the Stromatopelma calceata spider, being a Kv2.1 channel blocker. While ScTx1 was commercially obtained, HgeTx1 was obtained directly from the scorpion venom by high performance liquid chromatography (HPLC) and chemically characterized by means of MALD-TOF mass spectrometry. Compounds were administered bilateral into CA1 region of the hippocampus (i.h.) or intraperitoneally (i.p.). Male Wistar rats, under the effect of the different substances mentioned above (except toxins), were submitted to three behavioral spatial learning and memory tests: the open field (OF), the eight-arm radial maze (RM) and the Morris water maze (WM). All substances (including toxins) were also used in hippocampal slices of the rat brain to test their effects on the induction of long-term potentiation (LTP) on CA1 pyramidal neurons, a cell/molecular memory model. The behavioral tests confirmed the involvement of Kv channels in hippocampal-dependent memory formation. The OF tests showed that i.p. scopolamine (n = 5) induced a defict in spatial habituation. This effect was partially reversed by i.h. 4 -AP (n = 5). In RM tests, Kv channel blockade by i.h. 4 –AP (n = 6) facilitated working and reference memory, whereas the animal´s performance was impaired by i.p. scopolamine (n = 6). The WM tests showed similar results, since 4-AP improved the rat performance. In vitro electrophysiological tests complemented the behavioral. Scopolamine inhibited LTP induction (n = 6), while 4-AP potentiated it (n = 6), results consistent with the results of from the OF and RM. Interestingly, 4-AP reversed the suppressive effect of scopolamine on LTP (n = 6), similar to the result seen in the OF. Finally, Hgetx1 decreased LTP magnitude (n = 6) and ScTx1 increased it (n = 6), confirming the predictions of the present work. Thus, our results underscore the importance of Kv channels on spatial learning and memory and corroborate our hypothesis that Kv1 and Kv2 channels have distinct and complementary effects on memory.

O fenômeno da potenciação de longa duração (LTP) é amplamente aceito como correlato celular da formação de memórias. A tarefa de Reconhecimento de Objetos (RO) é particularmente útil para estudar as memórias declarativas em roedores, porque se baseia em sua preferência inata por objetos novos sobre objetos familiares. Neste estudo, camundongos com eletrodos implantados nas vias colaterais de Schaffer hipocampais foram treinados na tarefa de RO. Registros de campo de potenciais excitatórios pós-sinápticos evocados na sinapse CA3-CA1 foram obtidos durante a sessão de treino ou a diferentes momentos após o seu término. Um fenômeno de potenciação sináptica “LTP-like” foi observado 6 horas após o treino. Uma sessão de teste foi conduzida 24 horas após o treino, na presença de um objeto novo e de um objeto familiar. Uma facilitação sináptica foi observada enquanto os animais exploravam os objetos, independentemente do tipo de objeto (novo ou familiar). Um curto período de depotenciação foi observado logo após o teste, seguido de uma fase tardia de potenciação sináptica. Demonstrou-se, portanto, que a consolidação da memória de RO é acompanhada por uma potenciação sináptica transitória na sinapse CA3-CA1, enquanto que a reconsolidação desta memória desencadeia uma fase curta de depotenciação - que poderia ser a responsável pela vulnerabilidade característica da memória – que é seguida por uma fase tardia de potenciação sináptica.

Os receptores canabinóides CB1 estão presentes em grandes quantidades no sistema nervoso central, especialmente no hipocampo, estrutura encefálica essencial para a formação de memórias. Estudos recentes mostram o importante papel do sistema endocanabinóide hipocampal sobre a consolidação e evocação de memórias emocionalmente relevantes ou que envolvam algum grau de aversividade. Na primeira parte desta tese, estudamos os efeitos da administração intra-hipocampal de AM251, um antagonista seletivo para os receptores canabinóides CB1, ou anandamida, um agonista canabinóide endógeno, sobre as fases da reconsolidação e extinção da memória na tarefa do condicionamento aversivo contextual. Nossos resultados mostram que o antagonista CB1 facilitou a reconsolidação, porém inibiu a extinção. A anandamida inibiu a reconsolidação da memória e facilitou a extinção, e esses efeitos foram revertidos pela co-administração de uma dose subefetiva de AM251, mostrando que os efeitos são mediados pelos receptores CB1. Na segunda parte do trabalho, investigamos os mecanismos por trás do envolvimento do sistema endocanabinóide hipocampal sobre memórias emocionais/aversivas. Foram desenvolvidos dois protocolos com diferentes níveis de aversividade. O antagonista CB1 AM251 inibiu a consolidação da memória no protocolo de alta aversividade (choque forte), mas não no de baixa aversividade (choque fraco). Em seguida, os animais foram submetidos a uma sessão de estresse para mimetizar um aprendizado aversivo e então, treinamos no protocolo fraco. A infusão de AM251 inibiu a consolidação da memória nessas condições. O experimento seguinte avaliou se os glicocorticóides liberados durante o estresse ou num aprendizado com forte conteúdo emocional é o fator determinante para a ativação do sistema endocanabinóide no hipocampo. O AM251 inibiu a consolidação da memória quando os animais eram tratados com o glicocorticóide sintético dexametasona imediatamente antes do treino com choque fraco. Por fim, avaliamos se o local de ação dos glicocorticóides era o hipocampo. A administração intra-hipocampal de dexametasona não produziu efeito sobre a consolidação, sugerindo que a modulação dos glicocorticóides ocorre de maneira indireta. Esses resultados mostram que existe uma interação sinérgica entre o sistema canabinóide e glicocorticóide sobre a modulação da memória. / CB1 cannabinoid receptors are abundantly present in the brain, with large concentration in the hippocampus, an essential structure for the memory processes. Experimental evidence suggests an important role of the endocannabinoid system (ECS) in aversively-motivated memories. Similarly, Glucocorticoids (GC) released in response to stress exposure also modulates memory formation, and both stress and dexamethasone activate the ECS. The scope of the first part is to investigate the potential role of the hippocampal endocannabinoid system on reconsolidation and extinction. Bilateral infusion of CB1 antagonist AM251 into the dorsal hippocampus after memory reactivation facilitated the reconsolidation of the contextual fear conditioning memory. In contrast, the local infusion in CA1 with anandamide blocked memory reconsolidation, an effect that was antagonized after the combined administration of anandamide with a CB1 antagonist, supporting a role of the hippocampal endocabinnoid system in the modulation of the reconsolidation. Local infusion with AM251 into CA1 blocked memory extinction whereas the administration of ananadamide facilitated memory extinction. However, when combined with a subthreshold dose of the antagonist the extinction remain unaffected. Our results demonstrated a modulatory role of the hippocampal endocannabinoid system in both processes after retrieval: reconsolidation and extinction In the second part, we investigated the interaction between the ECS and GCs in the hippocampus in the modulation of fear memory consolidation. Two protocols with different shock intensities were used in order to control the level of aversiveness. Local infusion of AM251 into the CA1 immediately after training was amnestic in the strong, but not in the weak protocol. Moreover, AM251 was amnestic in animals stressed prior to the weak protocol, reverting the stress-induced facilitating effect. In order to investigate if the stress effect was mediated by glucocorticoid, we performed dexamethasone injection before training. Intrahippocampal AM251 infusion reduced memory in these animals. Finally, we investigated if glucocorticoid action site was in hippocampus. Dexamethasone infused directly in CA1 was not able to mimic the systemic injection effect, suggesting an indirect GC modulation. In conclusion, ECS and GC seem to interact in a synergic way in order to modulate memory consolidation.