Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4470.pdf: 1297687 bytes, checksum: f9b62c4b271de961a3a6053528edf8c2 (MD5) Previous issue date: 2012-02-10 / Universidade Federal de Sao Carlos / Animal models have often been used to investigate the neurobiology of emotional states (fear and anxiety). In this sense, the elevated plus maze (EPM) and the rat exposure test are effective to evaluate these states and EPM exposure (aversive stimulus) can result in activation of serotonergic pathways with projections to structures belonging to the defense system, such as , amygdala, septum, hypothalamus, periaqueductal gray (PAG) and hippocampus. The hippocampus has a large amount of serotonin receptors (5- HT) and gamma-aminobutyric acid (GABA). In the present study, we used male mice of Swiss Albino, received surgical implantation of guide cannula and subsequent administration of drugs in the ventral hippocampus. After recovery, the animals were tested in EPM (Experiment 1 and 2) or the test exposure to the rat (Experiment 3 and 4). In Experiment 1, administration of midazolam (3.0 and 30.0 nmol) produced anxiolytic effect characterized by increased percentages of entries and time spent in the open arms of the EPM reduction measures and ethological (risk assessment) as percentages of dives stretched and secured. In Experiment 2, mice received combined injections Saline + Saline, Saline + MDZ, ondansetron (OND) + Saline and MDZ (30.0 nmol) + OND (0.03 nmol, antagonist of 5-HT3). Combined treatment of Sal + MDZ produced anxiolytic effect and this effect was reversed by the combined administration of OND + MDZ. The porcentanges of entries and time spent in open arms were lower (P> 0.05) than those found in group Sal + MDZ. Experiment 3 showed the effects of exposure of mice in the presence of mouse toy (RB = neutral stimulus) or mouse real (VR = aversive stimulus, Long Evans rats), under the administration of midazolam (3.0 14 and 30.0nmol). The animals were exposed to RV shortening the holding box (model effect) compared to animals exposed to RB. Animals treated with MDZ in two doses, there was an increase in transitions between the sides of the apparatus, increased time in the area of operation and increases the latency of escape to the protected area and contact time with the grid. In Experiment 4, we evaluated the effect of combined injection of midazolam and ondansetron protocol (Experiment 2). The MDZ 30.0 nmol produced anxiolytic effects and the blockade of this effect when the mice were combined administration of ondansetron and midazolam in the ventral hippocampus. Data from this study suggest that, first, control over emotional reactions and defense of the ventral hippocampus of mice exposed to EPM test or exposure to the rat are mediated via GABABenzodiazepines. Furthermore, there is a likely cross-modulation between GABAergic interneurons and 5-HT3, for blocking 5-HT3 via ondansetron can decrease the GABA release. / Modelos animais têm sido frequentemente utilizados para a investigação da neurobiologia dos estados emocionais (ansiedade e medo). Neste sentido, o labirinto em cruz elevado (LCE) e teste de exposição ao rato são eficazes para avaliar esses estados e a exposição ao LCE (situação aversiva) pode resultar em ativação das vias serotonérgicas com projeções para estruturas pertencentes ao sistema de defesa, tais como, amídala, septo, hipotálamo, substância cinzenta periaquedutal (SCP) e hipocampo. O hipocampo apresenta grande quantidade de receptores de serotonina (5-HT) e do ácido gama-aminobutírico (GABA). No presente estudo, foram utilizados camundongos machos, da cepa Suíco Albino, que receberam implantação cirúrgica de cânulas guia e posterior administração de drogas no hipocampo ventral. Após recuperação, os animais foram avaliados nos testes LCE (Experimento 1 e 2) ou exposição ao rato (Experimento 3 e 4). No Experimento 1, a administração de midazolam (3,0 e 30 nmol) produziu efeito ansiolítico caracterizado pelo aumento das porcentagens de entradas e tempo gasto nos braços abertos do LCE e redução de medidas etológicas (avaliação de risco) como porcentagens de mergulhos e esticadas protegidas. No Experimento 2, os camundongos receberam injeção combinada de Salina+Salina, Salina+MDZ, ondansetron (OND)+Salina e MDZ (30 nmol) + OND (0,03 nmol, antagonista dos receptores 5-HT3). O tratamento combinado de Sal+MDZ produziu, efeito ansiolítico sendo este revertido pela administração combinada de OND+MDZ. As porcentagens de entradas e tempo gasto nos braços abertos foram menores (P>0,05) do que àqueles encontrados no grupo Sal+MDZ. O Experimento 3 mostrou os efeitos da exposição dos camundongos na presença 12 do rato de brinquedo (RB= estímulo neutro) ou rato de verdade (RV= estímulo aversivo, rato Long Evans), sob a administração de Midazolam (3,0 e 30 nmol). Os animais expostos ao RV apresentaram diminuição do tempo de exploração da caixa (efeito do modelo) quando comparados aos animais expostos ao RB. Para os animais tratados com MDZ nas duas doses, houve aumento nas transições entre os lados do aparato, aumento do tempo na área de exploração e aumentos da latência de fuga para a área protegida e tempo de contato com a grade. No Experimento 4, foi avaliado o efeito da injeção combinada de midazolam e ondansetron (conforme descrito no Experimento 2). O MDZ 30 nmol produziu efeito ansiolítico e a administração combinada de ondansetron e midazolam no hipocampo ventral, reverteu este efeito. Os dados deste trabalho sugerem que, o controle sobre as reações emocionais e de defesa do hipocampo ventral de camundongos expostos ao LCE ou ao teste de exposição ao rato são mediados via receptores GABA-Benzodiazepínicos. Além disso, provavelmente ocorre modulação cruzada entre os interneurônios GABAérgicos e os serotoninérgicos do tipo 5-HT3, pois o bloqueio desses receptores com o ondansetron, pode diminuir a liberação de GABA.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:28:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PriscilaTM_DISSERT.pdf: 2986259 bytes, checksum: b2713c3bec2fea6430b0f74437631d89 (MD5) Previous issue date: 2012-04-27 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The caffeine is a mild psychostimulant that has positive cognitive effects at low doses, while promotes detrimental effects on these processes at higher doses. The episodic-like memory can be evaluated in rodents through hippocampus-dependent tasks. The dentate gyrus is a hippocampal subregion in which neurogenesis occurs in adults, and it is believed that this process is related to the function of patterns separation, such as the identification of spatial and temporal patterns when discriminating events. Furthermore, neurogenesis is influenced spatial and contextual learning tasks. Our goal was to evaluate the performance of male Wistar rats in episodic-like tasks after acute or chronic caffeine treatment (15mg/kg or 30mg/kg). Moreover, we assessed the chronic effect of the caffeine treatment, as well as the influence of the hippocampus-dependent learning tasks, on the survival of new-born neurons at the beginning of treatment. For this purpose, we used BrdU to label the new cells generated in the dentate gyrus. Regarding the acute treatment, we found that the saline group presented a tendency to have better spatial and temporal discrimination than caffeine groups. The chronic caffeine group 15 mg/kg (low dose) showed the best discrimination of the temporal aspect of episodic-like memory, whereas the chronic caffeine group 30mg/kg (high dose) was able to discriminate temporal order, only in a condition of greater difficulty. Assessment of neurogenesis using immunohistochemistry for evaluating survival of new-born neurons generated in the dentate gyrus revealed no difference among groups of chronic treatment. Thus, the positive mnemonic effects of the chronic caffeine treatment were not related to neuronal survival. However, another plastic mechanism could explain the positive mnemonic effect, given that there was no improvement in the acute caffeine groups / A cafe?na ? um leve psicoestimulante que em baixas doses tem efeitos cognitivos e mnem?nicos positivos, enquanto em altas doses tende a possuir efeitos prejudiciais sobre esses processos. A mem?ria tipo-epis?dica em roedores pode ser avaliada com tarefas hipocampo-dependentes. O giro denteado ? uma subregi?o hipocampal onde ocorre neurog?nese no adulto, e acredita-se que esse processo esteja relacionado ? sua fun??o de separa??o de padr?es, ou seja, identifica??o de padr?es espa?o-temporais para discriminar eventos. Al?m disso, a neurog?nese ? influenciada pelo aprendizado de tarefas espaciais e contextuais. Nosso objetivo foi avaliar os efeitos comportamentais em tarefas tipo-epis?dicas, em ratos Wistar machos, submetidos a tratamentos agudo ou cr?nico com cafe?na, nas doses de 15mg/kg ou 30mg/kg. Al?m disso, procuramos avaliar as rela??es do efeito cr?nico da cafe?na, em doses baixa e elevada, bem como da influ?ncia do aprendizado de tarefas hipocampo-dependentes, sobre a sobreviv?ncia de neur?nios nascidos no in?cio do tratamento, fazendo uso de BrdU para marcar novas c?lulas geradas no giro denteado. Quanto ao tratamento agudo, vimos que o grupo salina tendeu a apresentar melhor discrimina??o temporal e espacial que os grupos cafe?na, nas tarefas executadas. Os resultados do tratamento cr?nico mostraram que houve melhor discrimina??o do grupo cafe?na 15 mg/kg (dose baixa) quanto ao aspecto temporal da mem?ria epis?dica; j? o grupo cafe?na 30mg/kg (dose alta) conseguiu discriminar melhor temporalmente em condi??o de maior dificuldade de execu??o em compara??o a menor dificuldade. Avalia??o da neurog?nese por meio de imunohistoqu?mica para contagem de novos neur?nios gerados no giro denteado n?o revelou nenhuma diferen?a entre os grupos do tratamento cr?nico. Assim, os efeitos positivos mnem?nicos do tratamento cr?nico com cafe?na n?o est?o relacionados com a sobreviv?ncia neuronal. Entretanto, outro mecanismo pl?stico deve explicar o efeito mnem?nico positivo, haja vista que n?o houve melhora nos grupos tratados com cafe?na administrada agudamente

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:28:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KellySF_DISSERT.pdf: 3939064 bytes, checksum: 5be69492fa857ba043776a01195d92b4 (MD5) Previous issue date: 2012-09-21 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Crises epil?pticas s?o eventos parox?sticos do sistema nervoso central (SNC) caracterizadas por uma descarga el?trica neuronal anormal, com ou sem perda de consci?ncia e com sintomas cl?nicos variados. Nas epilepsias do lobo temporal as crises tem in?cio focal, em estruturas do sistema l?mbico. Dados cl?nicos e experimentais mostram que essas regi?es apresentam morte neuronal (esclerose hipocampal), reorganiza??o sin?ptica (brotamento aberrante das fibras musgosas) e gliose reativa, sendo esses marcadores biol?gicos da zona epileptog?nica. Registros extracelulares mostram que al?m das altera??es anat?micas mencionadas acima, a zona epileptog?nica tamb?m apresenta oscila??es de alta frequ?ncia patol?gicas (pOAF). As pOAF s?o oscila??es transientes (50 100 ms de dura??o), de baixa amplitude (200 &#956;V - 1.5 mV) e de frequ?ncias vari?veis (80 800 Hz). A rela??o entre essas oscila??es e a g?nese das crises espont?neas ainda ? desconhecida. O objetivo do presente trabalho foi avaliar os efeitos da estimula??o el?trica intracerebral (EIC) nas pOAF e frequ?ncia de crises espont?neas de animais cronicamente epil?pticos (modelo da epilepsia do lobo temporal). Atualmente, a EIC ? utilizada no tratamento de dist?rbios do movimento (e.g., doen?a de Parkinson) e em alguns casos de dor cr?nica, e experimentalmente, no tratamento das epilepsias de dif?cil controle. A hip?tese de trabalho dessa disserta??o ? de que a indu??o de depress?o de longa dura??o por EIC, ao reduzir a excitabilidade neuronal local, modular? as pOAF, bem como a frequ?ncia de crises espont?neas. Para isso, comparamos as caracter?sticas espectrais das pOAF e a frequ?ncia de crises espont?neas antes e depois de um protocolo de 12 horas de estimula??o el?trica de baixa frequ?ncia (0,2 Hz) aplicado na via perforante. De fato, esse protocolo reduziu a amplitude do potencial de a??o coletivo registrado no giro denteado (GD) do hipocampo dorsal em 45% (amplitude m?dia da primeira e da ?ltima hora de estimula??o: 7,3 ? 3,0 mV e 4,1 ? 1,5 mV, respectivamente; p<0,05; teste t). O monitoramento cont?nuo do potencial de campo local, realizado no GD e em CA3 simultaneamente, mostrou que o protocolo de estimula??o empregado foi eficaz em (i) aumentar a dura??o (64,6 ? 9,3 ms vs. 70,5 ? 11,5 ms) e reduzir (ii) a entropia (3,72 ? 0,28 vs. 3,58 ? 0,30), (iii) o ?ndice pOAF (0,20 ? 0,08 vs. 0,15 ? 0,07) e (iv) o modo espectral (237,5 ? 15,8 Hz vs. 228,7 ? 15,2 Hz) das pOAF (valores do GD, expressos como m?dia ? desvio-padr?o, para os per?odos pr? e p?s estimula??o respectivamente; p<0,05; teste t). Ainda, este protocolo reduziu significativamente a frequ?ncia de crises espont?neas (1,8 ? 0,4 vs. 1,0 ? 0,3 crises/hora; pr? e p?s estimula??o, respectivamente; p<0,05; teste t). Curiosamente, observamos um aumento na dura??o m?dia das crises espont?neas ap?s o t?rmino do protocolo (39,7 ? 6,0 vs. 51,6 ? 12,5 s; pr? e p?s estimula??o respectivamente; p<0,05; teste t). Estes resultados sugerem que a redu??o da excitabilidade neuronal, por meio de protocolos de estimula??o el?trica, altera o perfil espectral das pOAF. Esse efeito foi acompanhado de redu??o na frequ?ncia de crises espont?neas. Apesar de preliminar, o presente trabalho contribui para o refinamento de terapias baseadas em EIC para indiv?duos com epilepsia

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-10-18T21:17:40Z No. of bitstreams: 1 DanielaMariaDeSousaMoura_TESE.pdf: 5064072 bytes, checksum: ff797a9a6f4cca34baad638e77a8a3f2 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-10-30T19:11:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DanielaMariaDeSousaMoura_TESE.pdf: 5064072 bytes, checksum: ff797a9a6f4cca34baad638e77a8a3f2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-30T19:11:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DanielaMariaDeSousaMoura_TESE.pdf: 5064072 bytes, checksum: ff797a9a6f4cca34baad638e77a8a3f2 (MD5) Previous issue date: 2017-08-30 / As c?lulas granulares do hipocampo s?o um dos poucos tipos de neur?nios gerados no sistema nervoso central de mam?feros adultos. O modelo atual de neurog?nese no hipocampo adulto assume que c?lulas tronco neurais (CTN) geram progenitores com potencial restrito ? gera??o de neur?nios ou astr?citos. Est?mulos ambientais e condi??es patol?gicas podem alterar a progress?o da linhagem, modulando a prolifera??o, diferencia??o, sobreviv?ncia e integra??o sin?ptica dos neur?nios gerados. Por exemplo, a Epilepsia do Lobo Temporal mesial (ELT), a forma mais comum de epilepsia em adultos, est? associada a altera??es na taxa de neurog?nese hipocampal adulta. Neste trabalho, n?s utilizamos dois modelos experimentais de ELT para avaliar os efeitos de um insulto epileptog?nico (i.e., status epilepticus, SE) sobre a linhagem e amadurecimento celular no giro denteado adulto. Atrav?s da t?cnica de fate-mapping utilizando animais Dcx-CreERT2/CAG-CAT-GFP, n?s acompanhamos o destino de c?lulas que apresentavam o promotor do gene doublecortin (DCX) ativado antes ou depois da inje??o intrahipocampal dos agentes convulsivantes ?cido ca?nico ou pilocarpina. Desta forma, pudemos avaliar o efeito destas drogas sobre progenitores e neur?nios imaturos DCX+ gerados antes ou ap?s o tratamento. Em ambos os modelos, foram observados um aumento de neurog?nese e altera??es no posicionamento e morfologia de c?lulas granulares, conforme descri??es pr?vias na literatura. Altera??es neuronais, tais como localiza??o ect?pica e presen?a de dendritos basais, foram observadas tanto em c?lulas geradas antes quanto ap?s a indu??o do SE, embora com frequ?ncias distintas. No entanto, apenas no hipocampo ipsilateral ? inje??o de ?cido ca?nico n?s observamos dispers?o da camada granular e morte neuronal em CA1 e CA3, apesar da atividade parox?stica epil?ptica ocorrer em ambos os hipocampos. Surpreendentemente, o aumento da neurog?nese em animais que receberam ?cido ca?nico foi restrito ao hipocampo contralateral, enquanto no lado ipsilateral foi observado um significativo aumento na gera??o de astr?citos a partir dos progenitores DCX+. Al?m disso, tamb?m observamos neste modelo a presen?a de c?lulas com morfologia e marcadores de CTNs, sugerindo que progenitores DCX+ poderiam regredir para estados mais primitivos na linhagem celular do hipocampo adulto. O aumento da astrogliog?nese no lado ipsilateral ? inje??o de ?cido ca?nico foi associado a uma degenera??o de interneur?nios parvalbumina (PV)+ no hipocampo, sugerindo que a atividade gaba?rgica poderia estar contribuindo para o redirecionamento da linhagem celular. Em conjunto, nossos dados indicam que a linhagem celular no giro denteado n?o ? unidirecional e irrevers?vel, e que o aumento da atividade el?trica neuronal induzida por ?cido ca?nico e pilocarpina t?m efeitos diferentes sobre a diferencia??o celular e destino fenot?pico dos progenitores e neur?nios nessa regi?o. Esses resultados imp?em a necessidade de revermos o modelo atual de neurog?nese hipocampal adulta e tamb?m indicam que diferentes modelos animais de epilepsia produzem altera??es celulares distintas no hipocampo adulto e, portanto, poderiam representar diferentes graus/est?gios da patologia. / The granular cells of the hippocampus are one of the few types of neurons generated in the central nervous system of adult mammals. The current model of neurogenesis in the adult hippocampus assumes that neural stem cells (NSCs) give rise to progenitors restricted to the generation of neurons or astrocytes. Environmental stimuli and pathological conditions can alter the lineage progression, modulating cell proliferation, differentiation, survival and synaptic integration of newly generated neurons. For example, mesial Temporal Lobe Epilepsy (TLE), the most common form of epilepsy in adults, is associated with changes in the rate of adult hippocampal neurogenesis. In this work, we used two experimental TLE models to evaluate the effects of an epileptogenic insult (i.e., status epilepticus, SE) on the cell lineage and neuronal maturation in the adult dentate gyrus. Using Dcx-CreERT2 / CAG-CAT-GFP animals, we fate mapped the fate of cells expressing the doublecortin gene (DCX) either before or after intrahippocampal injection of the convulsive agents kainic acid or pilocarpine. In this way, we could evaluate the effect of these drugs on DCX+ progenitors and immature neurons generated before or after treatment. In both models, we observed an increase in neurogenesis and changes in the positioning and morphology of granular cells, according to previous descriptions in the literature. Neuronal aberrations, such as ectopic localization and presence of basal dendrites, were observed both in cells generated before and after induction of SE, albeit at different frequencies. However, only in the hippocampus ipsilateral to the injection of kainic acid we observed granule cell dispersion and neuronal death in CA1 and CA3, although the paroxysmal epileptic activity occurred in both hippocampi. Surprisingly, the increase in neurogenesis in animals that received kainic acid was restricted to the contralateral hippocampus, whereas on the ipsilateral side a significant increase in astrocyte generation was observed within the DCX+ progenitor lineage. In addition, we also observed the presence of cells with NSC hallmarks, suggesting that DCX+ progenitors could regress to more primitive states in the adult hippocampal cell lineage. The increased astrogliogenesis on the ipsilateral side to the injection of kainic acid was associated with a degeneration of parvalbumin (PV)+ interneurons in the hippocampus, suggesting that GABAergic activity could be contributing to the rerouting of the DCX+ progenitor cell lineage. Taken together, our data indicates that the cell lineage in the dentate gyrus is neither unidirectional nor irreversible, and that the increased neuronal electrical activity induced by kainic acid and pilocarpine have different effects on cell differentiation, as well as on the fate of progenitors and neurons in that region. These results highlight the need to review the current model of adult hippocampal neurogenesis and also indicate that different animal models of epilepsy produce distinct cellular alterations in the adult hippocampus and could therefore represent different degrees / stages of the pathology.

A hipóxia-isquemia (HI) é a principal causa de mortalidade no período perinatal e, nos sobreviventes, a incidência de comorbidades neurológicas é elevada. O encéfalo imaturo, altamente susceptível ao insulto hipóxico-isquêmico, é bastante sensível a estímulos ambientais tais como o enriquecimento ambiental (EA). Os objetivos deste estudo foram: 1) investigar o desempenho comportamental em um novo teste de memória e aprendizagem, o Ox-maze; 2) analisar a atividade das enzimas Na+,K+-ATPase, catalase (CAT) e glutationaperoxidase (GPx) no hipocampo; 3) caracterizar os neurônios piramidais da região CA1 hipocampal quanto à arborização dendrítica; 4) analisar alterações astrocíticas e sinápticas pela avaliação da imunoreatividade das proteínas GFAP e sinaptofisina usando a técnica de imunofluorescência e, 5) quantificar a densidade celular por meio de cortes semifinos da região CA1 do hipocampo de animais hipóxico-isquêmicos expostos a um ambiente enriquecido. Ratos com sete dias de idade foram divididos em quatro grupos e submetidos ou não ao procedimento cirúrgico de acordo com o grupo experimental ao qual pertenciam: controle mantido em ambiente padrão (CTAP), controle em ambiente enriquecido (CTAE), HI em ambiente padrão (HIAP) e HI em ambiente enriquecido (HIAE). Passado o período de EA (1h/dia, 6 dias/semana, 9 semanas iniciando após o desmame), os parâmetros mencionados foram avaliados nos animais. Os dados indicaram que a HI causou um prejuízo na memória e no aprendizado no teste do “OX-maze”, o qual foi revertido pelo efeito do ambiente enriquecido. A HI causou diminuição da atividade enzimática da Na+,K+-ATPase no hipocampo contralateral, assim como uma redução na imunorreatividade à sinaptofisina e nadensidade neuronal, sendo que o EA foi efetivo na recuperação da atividade da enzima Na+,K+-ATPase e dos níveis de sinaptofisina no hipocampo contralateral à lesão. As atividades de CAT e GPX não foram alteradas pela HI em nenhum dos grupos avaliados, mesmo resultado encontrado nas análises de GFAP e de padrão de arborização dendrítica. Por fim, neste estudo foi observado o importante efeito lesivo causado pela HI neonatal e o papel do EA como estratégia neuroprotetora na recuperação funcional, na atividade da Na+,K+-ATPase e na expressão de sinaptofisina. Este estudo traz avanços em busca dos mecanismos pelos quais a melhora funcional ocorre em animais HI expostos ao EA, mas pode-se verificar que não fica totalmente esclarecido como esta estratégia atua. Outros estudos são necessários para a identificação de possíveis mecanismos que atuem como mediadores da resposta funcional do EA após um evento isquêmico. / Hypoxia-ischemia (HI) is the main mortality cause in perinatal period and, in survivors, the incidence of neurological disabilities is elevated. The immature brain, highly susceptible to hypoxic-ischemic insult, is sensible to environmental stimuli, as environmental enrichment (EE). The aims of this study were to investigate: 1) behavioral performance in a new memory and learning task, the oxmaze task; 2) evaluate Na+,K+-ATPase, catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GPx) activities in the hippocampus; 3) characterizes dendritic arbor in pyramidal neurons from CA1 region from hippocampus; 4) analyze alterations in hippocampal synaptophysin and GFAP immmunoreactivity and, 5) analyze neuronal density alterations in hippocampus of hypoxic-ischemic rats exposed to enriched environment. Seven-day-old rats were divided into four groups: controlmaintained in standard environment (CTSE), control submitted to EE (CTEE), HI in standard environment (HISE) and HI in EE (HIEE). Past the end of EE period (1 hour/day, 6 days/week, 9 weeks), mentioned parameters were evaluated in animals. Present results indicate learning and memory in the “OXmaze” task were impaired in HI rats and this effect was recovered after EE. On the contralateral hemisphere, HI caused a decrease in Na+,K+-ATPase activity that was recovered by EE. Results also indicate that HI damage decreases hippocampal synaptophysin immunoreactivity and neuronal density, moreover EE was effective in recovering synaptophysin levels on contralateral to the lesion hippocampus. The activities of GPx and CAT were not changed by HI in any group evaluated, some result founded on GFAP immunoreactivity and dendritic arborization characterization analysis. In conclusion, the important effect of HI lesion and the role of EE like neuroprotective strategy on functional impairment and on Na+,K+-ATPase activity and synaptophysin immunoreactivity was proven. Although this study have important advances in search of mechanisms by which the functional enhancement occurs in the animals submitted to HI and exposed to EE, it can be seen that it is not completely clear how this approach works. Further studies are needed to identify possible mechanisms that act as mediators of EE functional response after an ischemic event.

Ratos Wistar machos adultos jovens (6 meses) e velhos (24-25 meses) foram alocados em treinamentos de endurance (corrida em esteira) ou resistido (escalada em grade) durante 6 semanas e comparados a controles sedentários (n=6). Ao final, músculos dos membros posteriores (sóleo e gastrocnêmio) foram analisados por histogramas e atividade total da enzima acetilcolinesterase (AChE). Na medula espinhal lombar, motoneurônios (MN) foram contados, bem como astrócitos da substância cinzenta marcados com GFAP. Densidades ópticas foram medidas nos cornos ventral (CV) e dorsal (CD) para CGRP-ir (MN e CD), AChE e 5-HT-ir (CV e CD). Para histogramas, dados foram analisados usando-se MANOVA e post hoc de Tukey. Os demais dados foram analisados usando-se ANOVA de 1 via e post hoc de Duncan. Resultados: histogramas de ratos jovens mostraram perfis de distribuição distintos após corrida (predominância de fibras de médio diâmetro) ou escalada (predominância de fibras de grande diâmetro) no músculo gastrocnêmio, mas não no sóleo. O perfil de predominância de fibras de pequeno diâmetro observado em ratos velhos sedentários foi igualmente revertido por corrida ou escalada, mas ratos velhos apresentaram limitado aumento de fibras de maior diâmetro. Tanto corrida quanto escalada diminuíram a atividade da AChE muscular. A medula espinhal de animais velhos apresentou menor número de MN e aumento do número de astrócitos. Tanto corrida quanto escalada reduziram a astrogliose no CV, mas não no CD. Ratos velhos mostraram aumento da CGRP-ir em MN, mas nenhum treinamento alterou a CGRP-ir em MN ou no CD. Tanto corrida quanto escalada aumentaram a AChE no CV em todos os grupos treinados. A escalada diminuiu AChE no CD e 5-HT-ir no CV. Nos ratos jovens, a corrida elevou 5-HT-ir no CD, mas não nos ratos velhos. Estes resultados sugerem que distintas modalidades de exercícios crônicos evocam diferentes respostas de neurotransmissores na medula espinhal em diferentes idades. / Young (6 months) and aged (24-25 months) male Wistar rats were assigned to endurance training (ET - treadmill running) and resistance training (RT - grid climbing with increasing weights) during 6 weeks and compared to sedentary controls (n=6). At the end, hindlimb muscles (soleus and gastrocnemius) were analysed by histograms and total AChE activity. In the lumbar spinal cord, motoneurons (MN) were counted, as well as gray matter's GFAP-labeled astrocytes. Optical densities were measured in the ventral (VH) and dorsal (DH) horns for CGRP-ir (MN and DH), AChE staining and 5-HT-ir (VH and DH). Data from histograms were analysed using MANOVA and Tukey’s post hoc. The remaining data Weir analysed using ANOVA and Duncan´s post hoc. Results: gastrocnemius, but not soleus, muscle histograms in young rats showed distinct fiber distribution profiles under ET (toward medium-diameter fibers) and RT (toward large-diameter fibers). The predominance in small-diameter muscle fibers in aged rats was similarly reversed by ET and RT, but aged rats presented limited increase in large-diameter muscle fibers. Both ET and RT decreased muscle AChE activity. The aged spinal cords presented MN loss and greater astrocyte numbers. Both ET and RT reduced astrogliosis in VH, but not in DH. The aged rats displayed elevated CGRP-ir in MN, and neither ET nor RT altered CGRP-ir in MN or DH. Exercise (ET and RT) markedly increased AChE staining in VH in all groups. RT decreased AChE in DH and 5-HT-ir in VH. In young rats, running elevated 5-HT-ir in the DH. These results suggest that different chronic exercise modalities and age evoke distinct spinal cord neurotransmitter responses.

O hipocampo é uma estrutura cerebral que possui importância primordial para o sistema de memória humana. Alterações no seus tecidos levam a doenças neurodegenerativas, tais como: epilepsia, esclerose múltipla e demência, entre outras. Para medir a atrofia do hipocampo é necessário isolá-lo do restante do cérebro. A separação do hipocampo das demais partes do cérebro ajuda aos especialistas na análise e o entendimento da redução de seu volume e detecção de qualquer anomalia presente. A extração do hipocampo é principalmente realizada de modo manual, a qual é demorada, pois depende da interação do usuário. A segmentação automática do hipocampo é investigada como uma alternativa para contornar tais limitações. Esta dissertação de mestrado apresenta um novo método de segmentação automático, denominado Modelo de Nuvem de Similaridade (Similarity Cloud Model - SimCM). O processo de segmentação é dividido em duas etapas principais: i) localização por similaridade e ii) ajuste de nuvem. A primeira operação utiliza a nuvem para localizar a posição mais provável do hipocampo no volume destino. A segunda etapa utiliza a nuvem para corrigir o delineamento final baseada em um novo método de cálculo de readequação dos pesos das arestas. Nosso método foi testado em um conjunto de 235 MRI combinando imagens de controle e de pacientes com epilepsia. Os resultados alcançados indicam um rendimento superior tanto em efetividade (qualidade da segmentação) e eficiência (tempo de processamento), comparado com modelos baseados em grafos e com modelos Bayesianos. Como trabalho futuro, pretendemos utilizar seleção de características para melhorar a construção da nuvem e o delineamento dos tecidos / The hippocampus is a particular structure that plays a main role in human memory systems. Tissue modifications of the hippocampus lead to neurodegenerative diseases as epilepsy, multiple sclerosis, and dementia, among others. To measure hippocampus atrophy, it is crucial to get its isolated representation from the whole brain volume. Separating the hippocampus from the brain helps physicians in better analyzing and understanding its volume reduction, and detecting any abnormal behavior. The extraction of the hippocampus is dominated by manual segmentation, which is time consuming mainly because it depends on user interaction. Therefore, automatic segmentation of the hippocampus has being investigated as an alternative solution to overcome such limitations. This master dissertation presents a new automatic segmentation method called Similarity Cloud Model (SimCM) based on hippocampus feature extraction. The segmentation process consists of two main operations: i) localization by similarity, and ii) cloud adjustment. The first operation uses the cloud to localize the most probable position of the hippocampus in a target volume. The second process invokes the cloud to correct the final labeling, based on a new method for arc-weight re-adjustment. Our method has been tested in a dataset of 235 MRIs combining healthy and epileptic patients. Results indicate superior performance, in terms of effectiveness (segmentation quality) and efficiency (processing time), in comparison with similar graph-based and Bayesian-based models. As future work, we intend to use feature selection to improve cloud construction and tissue delineation

Ratos Wistar machos adultos jovens (6 meses) e velhos (24-25 meses) foram alocados em treinamentos de endurance (corrida em esteira) ou resistido (escalada em grade) durante 6 semanas e comparados a controles sedentários (n=6). Ao final, músculos dos membros posteriores (sóleo e gastrocnêmio) foram analisados por histogramas e atividade total da enzima acetilcolinesterase (AChE). Na medula espinhal lombar, motoneurônios (MN) foram contados, bem como astrócitos da substância cinzenta marcados com GFAP. Densidades ópticas foram medidas nos cornos ventral (CV) e dorsal (CD) para CGRP-ir (MN e CD), AChE e 5-HT-ir (CV e CD). Para histogramas, dados foram analisados usando-se MANOVA e post hoc de Tukey. Os demais dados foram analisados usando-se ANOVA de 1 via e post hoc de Duncan. Resultados: histogramas de ratos jovens mostraram perfis de distribuição distintos após corrida (predominância de fibras de médio diâmetro) ou escalada (predominância de fibras de grande diâmetro) no músculo gastrocnêmio, mas não no sóleo. O perfil de predominância de fibras de pequeno diâmetro observado em ratos velhos sedentários foi igualmente revertido por corrida ou escalada, mas ratos velhos apresentaram limitado aumento de fibras de maior diâmetro. Tanto corrida quanto escalada diminuíram a atividade da AChE muscular. A medula espinhal de animais velhos apresentou menor número de MN e aumento do número de astrócitos. Tanto corrida quanto escalada reduziram a astrogliose no CV, mas não no CD. Ratos velhos mostraram aumento da CGRP-ir em MN, mas nenhum treinamento alterou a CGRP-ir em MN ou no CD. Tanto corrida quanto escalada aumentaram a AChE no CV em todos os grupos treinados. A escalada diminuiu AChE no CD e 5-HT-ir no CV. Nos ratos jovens, a corrida elevou 5-HT-ir no CD, mas não nos ratos velhos. Estes resultados sugerem que distintas modalidades de exercícios crônicos evocam diferentes respostas de neurotransmissores na medula espinhal em diferentes idades. / Young (6 months) and aged (24-25 months) male Wistar rats were assigned to endurance training (ET - treadmill running) and resistance training (RT - grid climbing with increasing weights) during 6 weeks and compared to sedentary controls (n=6). At the end, hindlimb muscles (soleus and gastrocnemius) were analysed by histograms and total AChE activity. In the lumbar spinal cord, motoneurons (MN) were counted, as well as gray matter's GFAP-labeled astrocytes. Optical densities were measured in the ventral (VH) and dorsal (DH) horns for CGRP-ir (MN and DH), AChE staining and 5-HT-ir (VH and DH). Data from histograms were analysed using MANOVA and Tukey’s post hoc. The remaining data Weir analysed using ANOVA and Duncan´s post hoc. Results: gastrocnemius, but not soleus, muscle histograms in young rats showed distinct fiber distribution profiles under ET (toward medium-diameter fibers) and RT (toward large-diameter fibers). The predominance in small-diameter muscle fibers in aged rats was similarly reversed by ET and RT, but aged rats presented limited increase in large-diameter muscle fibers. Both ET and RT decreased muscle AChE activity. The aged spinal cords presented MN loss and greater astrocyte numbers. Both ET and RT reduced astrogliosis in VH, but not in DH. The aged rats displayed elevated CGRP-ir in MN, and neither ET nor RT altered CGRP-ir in MN or DH. Exercise (ET and RT) markedly increased AChE staining in VH in all groups. RT decreased AChE in DH and 5-HT-ir in VH. In young rats, running elevated 5-HT-ir in the DH. These results suggest that different chronic exercise modalities and age evoke distinct spinal cord neurotransmitter responses.

As exposições precoces às diferentes intervenções, como dietas e estresse, estão associadas a persistentes alterações sobre aspectos neuroquímicos e comportamentais, podendo este ser considerado um gatilho de transtornos psiquiátricos na vida adulta. O presente trabalho objetivou determinar se estas intervenções neonatais poderiam interagir com uma dieta deficiente em ácidos graxos poliinsaturados n-3 (n-3 PUFA), aplicados durante o desenvolvimento, com foco nos níveis centrais (hipocampo) e séricos do fator neurotrófico derivado do encéfalo (BDNF), bem como sobre a atividade enzimática e aspectos morfológicos (e.g. massa, potencial) mitocondriais do hipocampo de ratos machos adultos. Em nossa abordagem experimental animal, as ninhadas foram distribuídas aleatoriamente nos grupos intactos, manipulados neonatalmente [MN, separação mãe-filhote durante 10min/dia, entre o 1° e o 10° dia pós-natal (DPN)] e separado maternalmente [SM, separação mãe-filhote durante 3h/dia, entre o 1° e o 10° DPN]. No DPN 35, os filhotes machos foram agrupados em dieta n-3 PUFA adequada ou deficiente, por 17 semanas de tratamento. O peso e o consumo de ração foram aferidos semanalmente. Após este tratamento, soro e hipocampo foram coletados. Kits comerciais foram utilizados para a medição dos níveis hipocampais e séricos de BDNF (ELISA), bem como a atividade dos complexos da cadeia respiratória mitocondrial (método enzimático, análise espectrofotométrica), massa e potencial mitocondriais (MitoTracker, citometria de fluxo). A expressão gênica de BDNF no hipocampo também foi medido por RT-qPCR. Os testes estatísticos utilizados foram ANOVA de duas vias ou de medidas repetidas. Os níveis de significâncias foram fixados em p<0,05. A dieta deficiente em n-3 PUFA, associada aos estressores neonatais deste estudo (MN, SM) foram capazes de alterar o peso corporal e a ingestão de alimentos de um modo específico, uma vez que os níveis mais elevados destes parâmetros foram encontrados em animais submetidos a SM. Animais submetidos a MN alimentados com uma dieta n-3 PUFA deficiente exibiram uma maior atividade exploratória em resposta a um psicoestimulante (dietilpropiona). Embora os níveis proteicos séricos e hipocampais de BDNF permaneceram inalterados pelos tratamentos aplicados, fomos capazes de demonstrar a redução de sua expressão gênica em animais alimentados com uma dieta n-3 PUFA deficiente. Considerando os padrões mitocondriais e parâmetros de estresse oxidativo, as atividades das enzimas antioxidantes glutationa peroxidase (GPx) e catalase (CAT), bem como a produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) se encontraram aumentadas no hipocampo de animais submetidos a uma deficiência crônica em n-3 PUFA. Esta deficiência mostrou interações com o fator estresse neonatal em alguns destes parâmetros (e.g. atividade da GPx, produção de EROs), indicando um possível sinergismo entre estressores neonatais e a deficiência em n-3 PUFA. Os níveis de tióis foram significativamente menores nos grupos estressados (MN, SM), sendo a dieta n-3 PUFA deficiente capaz de aumentar a quantidade de tiol no hipocampo. Por outro lado, animais estressados tratados cronicamente com uma dieta deficiente em n-3 PUFA apresentaram níveis mais elevados de tiol. Contudo, a MN per se foi capaz de diminuir o potencial mitocondrial hipocampal. Adicionalmente, um estudo com humanos teve como objetivo correlacionar os níveis de BDNF periféricos ao consumo de n-3 PUFA em adolescentes. Para este estudo, 137 adolescentes de uma amostra enriquecida para psicopatologias de ansiedade foram submetidos a um questionário de frequência alimentar (QFA), para uma análise quantitativa do consumo de macronutrientes e micronutrientes de n-3 PUFA. As correlações de Spearman foram realizadas para avaliar possíveis associações entre o consumo de n-3 PUFA e os níveis periféricos de BDNF. As amostras de sangue foram coletadas entre 7 a 10h após o período de 10-12h de jejum, sendo o soro armazenado para medir os níveis de BDNF. Todas as análises de BDNF foram realizadas no mesmo dia por ELISA, utilizando anticorpos monoclonais específicos para o BDNF, de acordo com as instruções do fabricante. Os efeitos de possíveis confundidores (e.g. consumo total de gordura, idade, sexo e medida de ansiedade) foram examinados por modelos de regressões lineares. Apesar de algumas limitações apresentadas (e.g. o tamanho reduzido da amostra, alta incidência de adolescentes ansiosos), o que poderia limitar a validade externa deste resultado, fomos capazes de detectar uma correlação entre o consumo de n-3 PUFA e os níveis séricos de BNDF em adolescentes. Como conclusão geral, esta tese demonstra que a manipulação neonatal e separação materna, associada com uma deficiência em n-3 PUFA, são capazes de alterar parâmetros comportamentais e neuroquímicos na idade adulta. Este sinergismo foi capaz de diminuir a expressão gênica de BDNF no hipocampo, embora não apresentando qualquer alteração deste parâmetro perifericamente. A correlação entre os níveis consumidos de n-3 PUFA, em uma população de adolescentes em idade escolar, com os níveis séricos de BDNF também foi encontrada. Ainda, as alterações nas atividades enzimáticas mitocondriais observadas no hipocampo destes animais reforçam a importância da participação desta estrutura, além de sua possível relação com o desenvolvimento de desordens psiquiátricas e de humor. Considerando-se a nossa abordagem metodológica em ratos, a mesma pode ser um protocolo útil para se estudarem as interações entre o ambiente precoce e a nutrição ao curso de vida em diferentes desfechos neuroquímicos. / Early exposure to different interventions, as diets and stress, are associated with persistent alterations in neurochemistry and behavior, and can be considered a trigger of psychiatric disorders in adulthood. This study investigated whether neonatal interventions interact with a diet deficient in n-3 polyunsaturated fatty acids (n-3 PUFA) applied during development, focusing on central (hippocampus) and serum brain-derived neurotrophic factor (BDNF), as well as mitochondrial enzymatic activity and morphology (e.g. mass, potential) in adult male rats. In our animal study, litters were randomized into non-handled (NH), handled [H, mother-offspring separation for 10min/day from 1st-10th postnatal day (PND)] and separated (S, separation for 3h/day from the 1st-10th PND) groups. On PND 35, male pups were randomized into adequate or deficient diet in n-3 PUFA for 17 weeks. The weight and food intake were measured weekly. Serum and hippocampi were collected after this n-3 PUFA treatment. Commercial kits were used for measuring hippocampal and serum BDNF (ELISA), as well as mitochondrial chain respirator complexes (enzymatic method, spectrophotometric analysis), mitochondrial mass and potential (MitoTracker, flow citometry). Hippocampal BDNF gene expression was also measure by RT-qPCR. Statistical testes used were Two-Way or repeated measures ANOVA. Significance levels were set at p<0.05. A n-3 PUFA deficient diet, in association with neonatal stressors used in this study (H, MS) were able to alter body weight and food intake in a specific way, since higher levels of these parameters were found in animals subjected to MS. Animals subjected to H fed an n-3 PUFA deficient diet displayed enhanced exploratory activity in response to a psychostimulant (diethylpropion). Although serum protein levels and hippocampus BDNF remained unchanged by the treatments applied, we were able to demonstrate its gene expression reduction in the hippocampus of animals fed an n-3 PUFA deficient diet. Considering mitochondrial and oxidative stress parameters, the activities of antioxidant enzymes glutathione peroxidase (GPx) and catalase (CAT) and the production of reactive oxygen species (ROS) were increased in the hippocampus of rats subjected to a deficiency n-3 PUFA. This deficiency displayed interactions with neonatal stress factor in some of these parameters (e.g. GPx activity, ROS), indicating a possible synergism between neonatal stressors and n-3 PUFA deficiency. Thiol levels were significantly decreased by neonatal stressors (H and MS), and the n-3 PUFA deficient diet was able to increase its total amount in hippocampus. On the other hand, chronically stressed animals treated with an n-3 PUFA deficient diet showed higher thiol levels. However, H per se was able to decrease mitochondrial potential in hippocampus. Additionally, a clinical study aimed to correlate peripheral BDNF levels and n-3 PUFA consumption in adolescents. For this study, 137 adolescents from a sample enriched for psychopathology of anxiety were subjected to a food frequency questionnaire (FFQ), in order for measuring the quantitative analysis of n-3 PUFA macronutrients and micronutrients consumption. Spearman correlations were performed to assess the association between n-3 PUFA consumption and serum BDNF levels. Blood samples were collected between 7 and 10h after fasting period of 10-12h, and serum was stored in order to measure BDNF levels. All BDNF measurements were performed in the same day by sandwich-ELISA using monoclonal antibodies specific for BDNF, according to the manufacturer’s instructions. Effects of potential confounders (e.g. total fat consumption, age, gender, anxiety) were examined using linear regression models. Although some limitations were presented (e.g. small sample size with high incidence of eager teenagers), which could limit the external validity of this result, we were able to detect a correlation between the consumption of n-3 PUFA and BDNF serum levels in adolescents. As a general conclusion, this thesis reports that neonatal handling and maternal separation, associated with a nutritional deficiency in n-3 PUFA, were able to change behavioral and neurochemical parameters in adulthood. This synergism was able to decrease BDNF gene expression in the hippocampus, while not presenting any change of this parameter peripherally. A correlation between the consumption levels of n-3 PUFA, in a population of schoolchildren with BDNF serum levels was also found. Still, changes in mitochondrial enzymatic activities observed in the hippocampus of these animals reinforce the importance of this structure participation and its relation to the development of psychiatric and mood disorders. Considering our rat methodological approach, it can be a useful tool for studying the interactions between early life environment and life-course nutrition on different neurochemical outcomes.

O efeito ansiolítico dos benzodiazepínicos (BZDs) é reduzido depois da primeira exposição ao labirinto em cruz elevado (LCE). Várias hipóteses tem sido formuladas para explicar este fenômeno chamado one-trial tolerance (OTT), entretanto, nenhuma delas é conclusiva. No presente estudo, examinamos este fenômeno através da análise etofarmacológica de ratos submetidos ao LCE em duas sessões (T1 e T2), e do conteúdo de monoaminas presentes no córtex pré-frontal, amígdala, hipocampo e núcleo accumbens através da técnica de Cromatografia Líquida de Alta Pressão. Ratos machos Wistar foram tratados com salina ou midazolam (0,5 mg/Kg, i.p.) antes de T1 e T2 e imediatamente depois, seus encéfalos foram dissecados e as estruturas analisadas. Como controle à análise neuroquímica foram incluídos animais tratados com salina e não expostos ao LCE. A administração de midazolam antes de T1 promoveu efeito ansiolítico, aumentando a exploração dos braços abertos, porcentagem de entradas e tempo de permanência nos mesmos. Em T2 foi observado redução da exploração dos braços abertos em relação a T1. Esses resultados sugerem que há uma mudança no estado emocional do animal em T2, que é resistente a ação ansiolítica dos BZDs. Com relação aos resultados dos estudos neuroquímicos, foi observado redução dos conteúdos de serotonina (5- HT) e noradrenalina (NA) no córtex pré-frontal, na amígdala, no hipocampo e no núcleo accumbens depois de T1 e T2. Houve também, redução do conteúdo de dopamina (DA) na amígdala depois de ambas sessões. Não ocorreram mudanças nas taxas de renovação dessas monoaminas em nenhuma das estruturas analisadas. Através desses resultados, pode-se inferir que a estimulação aversiva do LCE causa alterações na neurotransmissão monoaminérgica da amígdala, como também das outras estruturas límbicas estudadas neste trabalho. Essas alterações neuroquímicas depois da primeira exposição ao LCE, devem representar alterações adaptativas na neurotransmissão do sistema límbico que podem estar associadas ao fenômeno da OTT. / Numerous reports have demonstrated that a single exposure to a variety of stressful experiences enhances fearful reactions when behavior is subsequently tested in current animal models of anxiety. Until now, no study has examined the neurochemical changes during the test and retest sessions of freely-behaving rats in the elevated plus-maze (EPM), one of the most traditional tests of anxiety. This work is a new approach looking at the changes in dopamine (DA), serotonin (5-HT) and noradrenaline (NA) levels in the prefrontal cortex, amygdala, hippocampus and nucleus accumbens during one-trial learning development. We used high pressure liquid chromatography to assess the concentrations of these neurotransmitters and their metabolites in animals injected with saline or midazolam upon single or double exposure to the EPM. For the biochemical analysis an extra control group treated with saline and not exposed to EPM was added. The data showed that stressful stimuli present in the maze were able to elicit one-trial learning to midazolam on re-exposure. Significant decreases in 5-HT and NA contents in the prefrontal cortex, amygdala, hippocampus and nucleus accumbens occurred in saline and midazolam injected animals submitted to the first and second trials. Significant decreases in DA content were also observed in the amygdala after both trials. There was no change in the turnover of these monoamines in any structure studied. It is suggested that aversive stimuli inherent to the EPM cause primary changes in the neurochemical mechanisms of the amygdala and also influence the activity of monoaminergic neurotransmission in the prefrontal cortex, hippocampus and nucleus accumbens. The observed reduction in monoaminergic transmission in limbic structures after the first stressful experience in the EPM seems to represent adaptive changes and may be associated to the phenomenon of ?one-trial tolerance?.