A oclusão permanente e bilateral das artérias carótidas comuns (2VO), resultando em uma significante redução do fluxo sangüíneo cerebral (hipoperfusão) em ratos, é aceita como um modelo experimental bem estabelecido para investigar dano neuronal e déficit cognitivo que ocorrre com o envelhecimento e na doença de Alzheimer. Neste estudo foram avaliadas duas proteínas gliais: S100B e proteína glial fibrilar ácida (GFAP) no tecido cortical cerebral e hipocampo, bem como a S100B no fluído cerebroespinal, e captação de glutamato e a atividade da glutamina sintetase em hipocampo. A cognição foi avaliada através dos protocolos espaciais de memória de referência e de trabalho. O conteúdo de S100B periférico, particularmente no soro e no fluído cerebroespinal (CSF), tem sido usado como parâmetro de ativação glial em diversas condições patológicas. Preliminarmente, investigamos o efeito de anestésicos (tiopental, cetamina e halotano) no conteúdo de S100B no CSF e soro, isto porque alguns estudos têm sugerido um efeito prejudicial desses compostos. Além disso, foi investigado também o possível efeito dependente do sexo sobre o conteúdo de S100B no CSF, já que vários estudos têm sugerido os astrócitos como um dos alvos do estrogênio. Altos níveis de S100B no CSF foram encontrados em ratos anestesiados com tiopental; estes níveis, independente do anestésico, foram sexo-dependentes. Ratos adultos, machos Wistar foram submetidos a 10 semanas de hipoperfusão cerebral crônica após o método 2VO. Um significante aumento da S100B e GFAP em hipocampo foi observado, como também uma significante redução da captação de glutamato. Entretanto, observamos uma diminuição da S100B no CSF. Com relação à função cognitiva, houve um déficit tanto na memória espacial de referência como na de trabalho no labirinto aquático. Nossos dados reforçam a hipótese de que astrócitos têm um papel crucial nos mecanismos das patologias neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer, e que a patologia hipocampal resultante da hipoperfusão crônica contribui para os déficits de memória. / The permanent occlusion of common carotid arteries (2VO), resulting in a significant reduction in cerebral blood flow (hypoperfusion) in rats, is accepted as a well established experimental model to investigate neuronal damage and cognitive impairment that occurs in human ageing and Alzheimer's disease. In the present study, we evaluated two astroglial proteins: S100B and glial fibrillary acidic protein (GFAP) in cerebral cortex and hippocampus tissue, as well S100B in cerebrospinal fluid, and glutamate uptake and glutamine synthetase activity in hippocampus tissue. Cognition was assessed by reference and working spatial memory protocols. Peripheral S100B content, particularly in serum and cerebrospinal fluid (CSF), has been used as a parameter of glial activation in several pathological conditions. Preliminary we investigated the effect of anesthetics (thiopental, ketamine and halothane) on CSF S100B levels since some studies have suggested a damage effect of these compounds. Moreover, we investigated a possible gender dependence on CSF S100B, since several studies have suggested astrocytes as putative targets for estrogen. Higher levels of CSF S100B were found when rats were anaesthetized with thiopental; these levels, independently of anesthetic, were gender dependent. Adult male Wistar rats were submitted to 10 weeks of chronic cerebral hypoperfusion after the 2VO method. A significant increase of S100B and GFAP in hippocampus tissue was observed, as well a significant decrease in glutamate uptake. Interestingly, we observed a decrease in S100B in cerebrospinal fluid. As for cognitive function, there was an impairment of both reference and working spatial memory in the water maze. Our data so support the hypothesis that astrocytes play a crucial role in the mechanisms of neurodegenerative disorders, like Alzheimer's disease, and that hippocampal pathology arising after chronic hypoperfusion gives rise to memory deficits.

O objetivo geral deste estudo foi verificar os efeitos terapêuticos do enriquecimento ambiental e do exercício físico forçado sobre as conseqüências funcionais e cognitivas da Hipoperfusão Encefálica Crônica (HEC) em ratos Wistar. Além disso, padronizamos protocolo alternativo de HEC, a fim de aumentar a taxa de sobrevivência característica deste modelo, juntamente com a análise comportamental e imunohistoquímica do sétimo ao sexto mês após a cirugia, analisando o comportamento de neurônios e astrócitos no hipocampo. Os resultados mostraram que o protocolo modificado, ou seja, com a oclusão das carótidas realizadas com uma semana de intervalo, apresentam resultados comportamentais e morfológicos similares aos do protocolo padrão; todavia, a taxa de sobrevida dos animais no protocolo modificado é significativamente maior quando comparados ao padrão. Além disso, em ambos os protocolos, os animais hipoperfundidos apresentam um déficit cognitivo no Teste Water Maze três meses após a cirurgia, mas os grupos isquêmicos não apresentaram diferenças morfológicas quando comparados ao seus controles em relação a volume total Hipocampal e área Estriatal. Ao analisar o tempo pós- lesão do déficit cognitivo, verificamos que a HEC causa danos comportamentais a longo prazo, chegando a seis meses após o evento isquêmico. Enquanto a cognição é afetada na fase crônica, as células neuronais e astrogliais são acometidas nas fases mais agudas deste modelo, começando a aparecer morte neuronal (através da quantificação de NeuN) e astrogliose reativa (através da quantificação do imunoconteúdo de GFAP) já nos primeiros dias, permanecendo até aproximadamente 3 meses após a lesão. Após o dano estabelecido, testamos estratégias terapêuticas com o objetivo de amenizar principalmente o dano cognitivo apresentado pelos animais a partir dos três meses após cirurgia. Inicialmente foi analisado o efeito pré e pós - isquemia do exercício físico forçado através de uma esteira para ratos na memória espacial e de trabalho, através do Water Maze e bioquimicamente no estado oxidativo cerebral. Posteriormente, os mesmos parâmetros foram testados, só que com a intervenção do enriquecimnto ambiental tanto pré quanto pós-isquemia também. O modelo de hipoperfusão cerebral crônica causa como citado anteriormente, um déficit bastante importante na memória e no apredizado. Somado a isso, em relação ao estresse oxidativo, a quantidade de radicais livres e o estado de lipoperoxidação celular encontra-se bastante aumentados no hipocampo de animais submetidos a isquemia, assim como as enzimas antioxidantes. O protocolo de atividade física regular forçada (3 vezes por semana, durante 20 minutos num período de 3 meses), sobretudo nos grupos pré e pré+pós-isquemia, preveniu os efeitos cognitivos e bioquímicos da HEC. Tal reversão também ocorreu com o uso do enriquecimento ambiental realizado 3 vezes por semana, 1 hora durante 3 meses em todos os grupos estimulados. / The aim of this study was to verify the experimental therapeutic effects of environmental enrichment and forced physical exercise on the consequences of cognitive and functional chronic cerebral hypoperfusion (CCH) in Wistar rats. To do that, a CCH alternative protocol was standardized, in order to increase the survival rate of this model, together with the behavioral and immunohistochemistry analysis done up to the sixth month after the surgery, analyzing hippocampus neurons and astrocytes. Results showed that the modified protocol, with occlusion of both carotid arteries performed with a one-week interval, presents morphological and behavioral results similar to the standard protocol; however, the rate of survival after the modified protocol was significantly greater when compared to the standard one. In addition, both protocols produced ischemic animals with cognitive deficits in the Water Maze Task, three months after the surgery, however with no gross morphological lesion, as assessed by hippocampal volume and estriatal area. The cognitive deficit in CCH rats is long lasting, reaching six months after the ischemic event. While the cognition is affected in the chronic phase of hypoperfusion, the neuronal and astrogliais cells are affected in acute phases of this model; neuronal death (through quantification of NeuN) and reactive astrogliosis (through quantification of imunocontent of GFAP) are already present in the first days and remain until approximately 3 months after the lesion. We tested therapeutic strategies with the aim of alleviating mainly the cognitive damage presented by animals, as from three months after surgery. Initially, the effects of preand post-ischemia forced physical exercise in spatial and working memory, through the Water Maze Tak and oxidative stress parameters were analyzed. Subsequently, we tested the effects of environmental enrichment, both pre- and post-ischemia. The model of chronic cerebral hypoperfusion as previously mentioned, causes an important deficit in spatial learning and memory; the free radicals content and cellullar lipid peroxidation is also substantially increased in the hippocampus of animals submitted to hypoperfusion, as well as the antioxidant enzymes. Forced regular physical activity protocol (20-min, 3 times per week during 12 weeks – moderate), especially in groups pre and pre+post-ischemia, warned cognitive and biochemical preventive effects in CCH rats; the same occurred with the use of enrichment environmental performed 1- hr, 3 times per week during 12 weeks in all groups stimulated.

O objetivo geral deste estudo foi verificar os efeitos terapêuticos do enriquecimento ambiental e do exercício físico forçado sobre as conseqüências funcionais e cognitivas da Hipoperfusão Encefálica Crônica (HEC) em ratos Wistar. Além disso, padronizamos protocolo alternativo de HEC, a fim de aumentar a taxa de sobrevivência característica deste modelo, juntamente com a análise comportamental e imunohistoquímica do sétimo ao sexto mês após a cirugia, analisando o comportamento de neurônios e astrócitos no hipocampo. Os resultados mostraram que o protocolo modificado, ou seja, com a oclusão das carótidas realizadas com uma semana de intervalo, apresentam resultados comportamentais e morfológicos similares aos do protocolo padrão; todavia, a taxa de sobrevida dos animais no protocolo modificado é significativamente maior quando comparados ao padrão. Além disso, em ambos os protocolos, os animais hipoperfundidos apresentam um déficit cognitivo no Teste Water Maze três meses após a cirurgia, mas os grupos isquêmicos não apresentaram diferenças morfológicas quando comparados ao seus controles em relação a volume total Hipocampal e área Estriatal. Ao analisar o tempo pós- lesão do déficit cognitivo, verificamos que a HEC causa danos comportamentais a longo prazo, chegando a seis meses após o evento isquêmico. Enquanto a cognição é afetada na fase crônica, as células neuronais e astrogliais são acometidas nas fases mais agudas deste modelo, começando a aparecer morte neuronal (através da quantificação de NeuN) e astrogliose reativa (através da quantificação do imunoconteúdo de GFAP) já nos primeiros dias, permanecendo até aproximadamente 3 meses após a lesão. Após o dano estabelecido, testamos estratégias terapêuticas com o objetivo de amenizar principalmente o dano cognitivo apresentado pelos animais a partir dos três meses após cirurgia. Inicialmente foi analisado o efeito pré e pós - isquemia do exercício físico forçado através de uma esteira para ratos na memória espacial e de trabalho, através do Water Maze e bioquimicamente no estado oxidativo cerebral. Posteriormente, os mesmos parâmetros foram testados, só que com a intervenção do enriquecimnto ambiental tanto pré quanto pós-isquemia também. O modelo de hipoperfusão cerebral crônica causa como citado anteriormente, um déficit bastante importante na memória e no apredizado. Somado a isso, em relação ao estresse oxidativo, a quantidade de radicais livres e o estado de lipoperoxidação celular encontra-se bastante aumentados no hipocampo de animais submetidos a isquemia, assim como as enzimas antioxidantes. O protocolo de atividade física regular forçada (3 vezes por semana, durante 20 minutos num período de 3 meses), sobretudo nos grupos pré e pré+pós-isquemia, preveniu os efeitos cognitivos e bioquímicos da HEC. Tal reversão também ocorreu com o uso do enriquecimento ambiental realizado 3 vezes por semana, 1 hora durante 3 meses em todos os grupos estimulados. / The aim of this study was to verify the experimental therapeutic effects of environmental enrichment and forced physical exercise on the consequences of cognitive and functional chronic cerebral hypoperfusion (CCH) in Wistar rats. To do that, a CCH alternative protocol was standardized, in order to increase the survival rate of this model, together with the behavioral and immunohistochemistry analysis done up to the sixth month after the surgery, analyzing hippocampus neurons and astrocytes. Results showed that the modified protocol, with occlusion of both carotid arteries performed with a one-week interval, presents morphological and behavioral results similar to the standard protocol; however, the rate of survival after the modified protocol was significantly greater when compared to the standard one. In addition, both protocols produced ischemic animals with cognitive deficits in the Water Maze Task, three months after the surgery, however with no gross morphological lesion, as assessed by hippocampal volume and estriatal area. The cognitive deficit in CCH rats is long lasting, reaching six months after the ischemic event. While the cognition is affected in the chronic phase of hypoperfusion, the neuronal and astrogliais cells are affected in acute phases of this model; neuronal death (through quantification of NeuN) and reactive astrogliosis (through quantification of imunocontent of GFAP) are already present in the first days and remain until approximately 3 months after the lesion. We tested therapeutic strategies with the aim of alleviating mainly the cognitive damage presented by animals, as from three months after surgery. Initially, the effects of preand post-ischemia forced physical exercise in spatial and working memory, through the Water Maze Tak and oxidative stress parameters were analyzed. Subsequently, we tested the effects of environmental enrichment, both pre- and post-ischemia. The model of chronic cerebral hypoperfusion as previously mentioned, causes an important deficit in spatial learning and memory; the free radicals content and cellullar lipid peroxidation is also substantially increased in the hippocampus of animals submitted to hypoperfusion, as well as the antioxidant enzymes. Forced regular physical activity protocol (20-min, 3 times per week during 12 weeks – moderate), especially in groups pre and pre+post-ischemia, warned cognitive and biochemical preventive effects in CCH rats; the same occurred with the use of enrichment environmental performed 1- hr, 3 times per week during 12 weeks in all groups stimulated.

O objetivo geral deste estudo foi verificar os efeitos terapêuticos do enriquecimento ambiental e do exercício físico forçado sobre as conseqüências funcionais e cognitivas da Hipoperfusão Encefálica Crônica (HEC) em ratos Wistar. Além disso, padronizamos protocolo alternativo de HEC, a fim de aumentar a taxa de sobrevivência característica deste modelo, juntamente com a análise comportamental e imunohistoquímica do sétimo ao sexto mês após a cirugia, analisando o comportamento de neurônios e astrócitos no hipocampo. Os resultados mostraram que o protocolo modificado, ou seja, com a oclusão das carótidas realizadas com uma semana de intervalo, apresentam resultados comportamentais e morfológicos similares aos do protocolo padrão; todavia, a taxa de sobrevida dos animais no protocolo modificado é significativamente maior quando comparados ao padrão. Além disso, em ambos os protocolos, os animais hipoperfundidos apresentam um déficit cognitivo no Teste Water Maze três meses após a cirurgia, mas os grupos isquêmicos não apresentaram diferenças morfológicas quando comparados ao seus controles em relação a volume total Hipocampal e área Estriatal. Ao analisar o tempo pós- lesão do déficit cognitivo, verificamos que a HEC causa danos comportamentais a longo prazo, chegando a seis meses após o evento isquêmico. Enquanto a cognição é afetada na fase crônica, as células neuronais e astrogliais são acometidas nas fases mais agudas deste modelo, começando a aparecer morte neuronal (através da quantificação de NeuN) e astrogliose reativa (através da quantificação do imunoconteúdo de GFAP) já nos primeiros dias, permanecendo até aproximadamente 3 meses após a lesão. Após o dano estabelecido, testamos estratégias terapêuticas com o objetivo de amenizar principalmente o dano cognitivo apresentado pelos animais a partir dos três meses após cirurgia. Inicialmente foi analisado o efeito pré e pós - isquemia do exercício físico forçado através de uma esteira para ratos na memória espacial e de trabalho, através do Water Maze e bioquimicamente no estado oxidativo cerebral. Posteriormente, os mesmos parâmetros foram testados, só que com a intervenção do enriquecimnto ambiental tanto pré quanto pós-isquemia também. O modelo de hipoperfusão cerebral crônica causa como citado anteriormente, um déficit bastante importante na memória e no apredizado. Somado a isso, em relação ao estresse oxidativo, a quantidade de radicais livres e o estado de lipoperoxidação celular encontra-se bastante aumentados no hipocampo de animais submetidos a isquemia, assim como as enzimas antioxidantes. O protocolo de atividade física regular forçada (3 vezes por semana, durante 20 minutos num período de 3 meses), sobretudo nos grupos pré e pré+pós-isquemia, preveniu os efeitos cognitivos e bioquímicos da HEC. Tal reversão também ocorreu com o uso do enriquecimento ambiental realizado 3 vezes por semana, 1 hora durante 3 meses em todos os grupos estimulados. / The aim of this study was to verify the experimental therapeutic effects of environmental enrichment and forced physical exercise on the consequences of cognitive and functional chronic cerebral hypoperfusion (CCH) in Wistar rats. To do that, a CCH alternative protocol was standardized, in order to increase the survival rate of this model, together with the behavioral and immunohistochemistry analysis done up to the sixth month after the surgery, analyzing hippocampus neurons and astrocytes. Results showed that the modified protocol, with occlusion of both carotid arteries performed with a one-week interval, presents morphological and behavioral results similar to the standard protocol; however, the rate of survival after the modified protocol was significantly greater when compared to the standard one. In addition, both protocols produced ischemic animals with cognitive deficits in the Water Maze Task, three months after the surgery, however with no gross morphological lesion, as assessed by hippocampal volume and estriatal area. The cognitive deficit in CCH rats is long lasting, reaching six months after the ischemic event. While the cognition is affected in the chronic phase of hypoperfusion, the neuronal and astrogliais cells are affected in acute phases of this model; neuronal death (through quantification of NeuN) and reactive astrogliosis (through quantification of imunocontent of GFAP) are already present in the first days and remain until approximately 3 months after the lesion. We tested therapeutic strategies with the aim of alleviating mainly the cognitive damage presented by animals, as from three months after surgery. Initially, the effects of preand post-ischemia forced physical exercise in spatial and working memory, through the Water Maze Tak and oxidative stress parameters were analyzed. Subsequently, we tested the effects of environmental enrichment, both pre- and post-ischemia. The model of chronic cerebral hypoperfusion as previously mentioned, causes an important deficit in spatial learning and memory; the free radicals content and cellullar lipid peroxidation is also substantially increased in the hippocampus of animals submitted to hypoperfusion, as well as the antioxidant enzymes. Forced regular physical activity protocol (20-min, 3 times per week during 12 weeks – moderate), especially in groups pre and pre+post-ischemia, warned cognitive and biochemical preventive effects in CCH rats; the same occurred with the use of enrichment environmental performed 1- hr, 3 times per week during 12 weeks in all groups stimulated.