O período neonatal é considerado uma janela de vulnerabilidade a alterações fisiológicas e comportamentais no decorrer da ontogenia. Modificações ambientais nessa fase podem predispor o indivíduo a transtornos, como o déficit de atenção com hiperatividade (TDAH), abusos de substâncias psicoativas e transtornos alimentares. Modelos animais que mimetizem intervenções nessa fase são relevantes cientificamente. A manipulação neonatal (MN) é um desses modelos, em que breves separações entre a mãe e a ninhada são realizadas durante as primeiras duas semanas de vida (1º-10º dia de vida) por 10 minutos diários. No decurso do período neonatal, o eixo hipotálamo-pituitária-adrenal (HPA) trabalha de maneira distinta da fase embrionária, levando ao assim denominado período hiporresponsivo ao estresse, com menores liberações de corticosterona e hormônio adrenocorticotrópico (ACTH). Estudos apontam que a MN induz uma modulação a longo prazo sobre o eixo HPA, diminuindo a reatividade a eventos estressores e modificando alguns comportamentos na vida adulta. O objetivo central da presente tese foi avaliar comportamentos executivos e possíveis alterações neuroquímicas no córtex pré-frontal medial vento-medial de ratos manipulados no período neonatal. Os resultados mostraram-se sexo-específicos, pois animais machos manipulados no período neonatal mostraram-se mais impulsivos na vida adulta, apresentando também alterações na atenção e na flexibilidade cognitiva. Além disso, a responssividade ao fármaco metilfenidato (Ritalina®) nesse grupo foi encontrada diminuída. Com referência ao controle inibitório comportamental, mediante a tarefa de tolerância ao atraso da recompensa, a impulsividade foi observada apenas em animais machos e manipulados no período neonatal, e esta alteração não foi revertida pelo fármaco metilfenidato. Contudo ao analisar os níveis das aminas biogênicas, dopamina e serotonina e seus metabólitos 3,4-ácido dihidroxifenilacético (DOPAC), ácido homovanílico (HVA) e 5-ácido 5-hidroxiindolacético (5-HIAA) e noradrenalina, não se verificou modificação em relação aos grupos experimentais, entretanto, fêmeas tiveram concentrações maiores de DOPAC que os machos. Em relação à atenção e à flexibilidade cognitiva em machos, verificou-se no teste de deslocamento da atenção (TDA) um pior desempenho dos animais manipulados nas associações simples e na mudança intradimensional; entretanto, com melhora na extradimensional. A respeito das análises neuroquímicas no CPFvm, observou-se diminuição da atividade da enzima Na+/K+-ATPase e do imunoconteúdo da proteína sinaptofisina. Não houve alterações, contudo, nos imunoconteúdos de tirosina hidroxilase (TH) e sua forma fosforilada (THf), e nos níveis do fator neurotrófico derivado do encéfalo (BDNF). Ao observar a flexibilidade cognitiva e a atenção, os resultados indicaram pior desempenho na tarefa do deslocamento da atenção apenas em fêmeas do grupo MN, na discriminação de reversão. Juntamente com esses parâmetros, a atividade da enzima Na+/K+-ATPase foi encontrada diminuída em CPFvm no grupo MN. Tendo em vista os resultados desta tese, percebe-se que a manipulação neonatal em ratos altera alguns comportamentos cognitivos de forma distinta entre os sexos: provoca a diminuição do controle inibitório e resposta ao metilfenidato em machos; e modifica a atenção e flexibilidade cognitiva em ambos os sexos, com maior volume de alterações em machos. Coube a esta tese considerar que, breves separações entre a mãe e os filhotes no período neonatal provocam diferentes consequências cognitivo-comportamentais na vida adulta da prole, e isto é dependente do sexo. Com isso, pôde-se concluir que, a fase neonatal é um momento vulnerável a influências ambientais, e estas produzem múltiplos desfechos comportamentais ao longo da vida. / The neonatal period is considered a vulnerability window to physiological and behavioral alterations during ontogeny. Enviromental modifications in this period may predispose the individual to disorders as attention defficit hyperactivity disorder (ADHD), psicoative substance abuse, and eating disorder. Animal models which mimic interventions in this phase are scientifically relevant. Neonatal handling (NH) is one of these models: brief separations between the mother and the litters are made during the first two weeks of life (1st-10th day of life) for 10 minutes daily. During the neonatal period, the hypothalamus-pituitary-adrenal (HPA) axis works differently from the embrionary phase, resulting in a stress hiporresponsive period, with a less release of corticosterone and adrenocorticotropic hormone (ACTH). Studies show that NH induces a long-term modulation on HPA axis, decreasing its reactivity to stressors in adult life. The main objective of this thesis was to evaluate executive behaviors and possible neurochemical alterations in the medial ventro-medial prefrontal cortex of rats handled in the neonatal period. The results were sex-specific, because neonatal handled male animals showed more impulsive behavior in adult life, also presenting modifications in attention and cognitive fexibility. Furthermore, the responsiveness to methilphenidate (Ritalina®) in this group was decreased. In relation to behavioral inhibitory control by tolerance to delay of reward task, the impulsivity was observed only in male handled animals, and it was not reversed by methilphenidate. However, when biogenic amines (dopamine and serotonin and their metabolites 3,4-dihidroxidphenilacetic acid (DOPAC), homovanilic acid (HVA), 5-hidroxy-indol-acetic acid (5-HIAA), and noradrenaline) were measured, their levels were not modified, though females showed increased concentrations of DOPAC compared to males. In relation to attention and cognitive flexibility in males, we verified a reduced performance of the neonatal handled group in the attentional set shifting task, both in simple associations and intradimensional shifts, despite an improvement in extradimensional shift. The neurochemical analysis in PFCvm showed a decrease in the activity of Na+/K+-ATPase, and in the immunocontent of synaptophysin. There were no alterations in the immunocontent of tyrosine hydroxylase (TH) or its phospholitated form (pTH), and no difference was observed in the levels of brain derived neurotrophic factor (BDNF). When studying cognitive flexibility and attention in attentional set shifting task in females, the results indicated a decreased performance in reverse discrimination in the NH group. Additionally, the activity of Na+/K+-ATPase enzyme was found decreased in PFCvm in NH group. Thus, the results of this thesis show that neonatal handling in rats alter, in a distinct form, cognitive behaviors between sexes: Provoke a decrease of inhibitory behavior and together the response to methilphenidate in males; and addictionally modifies attention and cognitive flexibility in both sexes, with more alterations in males. Therefore, this thesis considered that briefly separations between dam and pups in the neonatal period provoke differents behavioral cognitive consequences in adult life of litters, and this subject depend on sex. Thus, we can conclude that neonatal period is a vulnerable moment to enviromental influences, and these features produce multiple behavior outcomes along life.

O hipotálamo é uma região cerebral fundamental na detecção e na integração de sinais nutricionais e hormonais da periferia, proporcionando mudanças fisiológicas adequadas para a manutenção da homeostase energética, além de estar envolvido em outras funções essenciais aos organismos, tais como a regulação do balanço energético, da temperatura corporal, do ritmo circadiano e da reprodução. O hipotálamo também é uma estrutura crucial durante o envelhecimento, em virtude do papel dominante que desempenha no organismo e, considerando-se o aumento da expectativa de vida da população mundial, entender as alterações ocorridas nesta região cerebral pode ajudar a elucidar mecanismos patofisiológicos de doenças neurometabólicas, bem como levar a uma melhora na qualidade de vida dos indivíduos. Os astrócitos hipotalâmicos desempenham várias funções que podem afetar diretamente a homeostase energética, pois estas células estão envolvidas na detecção e no transporte de nutrientes, e expressam receptores para hormônios metabólicos e neuropeptídios, podendo modular a atividade dos neurônios responsáveis pelo controle do apetite e saciedade. Além disso, este tipo celular participa da resposta inflamatória na região hipotalâmica, podendo levar à resistência à leptina e à intolerância à glicose. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi avaliar as características morfofuncionais de culturas primárias de astrócitos hipotalâmicos de ratos Wistar recém-nascidos, adultos e envelhecidos (1-2 dias, 90 dias e 180 dias, respectivamente). Foram observadas alterações idade-dependentes na regulação da homeostase glutamatérgica, biossíntese da glutationa, perfil de aminoácidos, metabolismo da glicose, suporte trófico, resposta inflamatória e sensibilidade à leptina. Além disso, verificou-se que importantes vias de sinalização, tais como Nrf-2/HO-1, p38 MAPK, NFκB, COX-2, iNOS e PI3K/Akt, apresentaram alterações com o passar da idade. Portanto, este estudo evidencia que a capacidade homeostática dos astrócitos hipotalâmicos se mostra alterada ao longo do processo de envelhecimento e que, consequentemente, estas células podem estar envolvidas no desenvolvimento de distúrbios metabólicos, tornando-se alvos terapêuticos em potencial. / The hypothalamus is a fundamental brain region in the detection and integration of nutritional and hormonal signals from the periphery, providing adequate physiological changes to maintain energy homeostasis, besides being involved in other essential functions to the organisms, such as: energy balance, temperature, circadian rythm and reproduction. Additionally, the hypothalamus is crucial in the aging process, due its neurometabolic role, and considering the extending human life span, understanding the changes in this brain region might contribute to elucidate the patho(phisio)logical mechanisms of neurometabolic diseases, as well as might improve the healthy of individuals. Hypothalamic astrocytes perform various functions that may directly affect energy homeostasis, since these cells are involved in the detection and transport of nutrients, and express receptors for metabolic hormones and neuropeptides, thus modulating the activity of neurons responsible for controlling appetite and satiety. In addition, these cells participate in the inflammatory response in the hypothalamic region, and may lead to leptin resistance and glucose intolerance. Thus, the aim of this study was to evaluate the morphofunctional properties of primary cultures of hypothalamic astrocytes from newborn, adult and aged Wistar rats (1-2 days, 90 days and 180 days, respectively). Age-dependent changes in the regulation of glutamatergic homeostasis, glutathione biosynthesis, amino acid profile, glucose metabolism, trophic support, inflammatory response and leptin sensitivity were observed. Furthermore, important signaling pathways, such as Nrf-2/HO-1, p38 MAPK, NFκB, COX-2, iNOS and PI3K/Akt, changed with age. Therefore, this study showed that the homeostatic capacity of hypothalamic astrocytes is altered throughout the aging process and that, consequently, these cells may be involved in metabolic disorders, becoming potential therapeutic targets.

A consolidação sistêmica é um processo de reorganização estrutural onde memórias inicialmente dependentes do hipocampo passam a ser dependentes do córtex para serem evocadas. Classicamente, esse fenômeno tem sido associado com o passo do tempo, isto é, memórias recentes seriam dependentes do hipocampo enquanto memórias remotas seriam dependentes do córtex. A mesma variável “tempo” parece fundamental para mudanças na qualidade da memória em termos de quão precisa ela se expressa. Memórias testadas poucos dias após o treino são habitualmente precisas, enquanto maiores intervalos entre treino e teste aumentam a possibilidade de generalização, nesse caso estímulos discretos ou contextos neutros podem desencadear respostas condicionadas. Recentemente, uma forte relação entre consolidação sistêmica e generalização foi demonstrada, no entanto, se desconhece como esses processos ocorrem e quais são as vias implicadas na comunicação entre hipocampo e córtex que as favorecem. Aqui, usando o Condicionamento Aversivo ao Contexto, avaliamos duas estruturas, o Núcleo Talâmico Reuniens (NR) e o Córtex Entorrinal Lateral (CEL) como possíveis mediadores da consolidação sistêmica e generalização da memória. Nossos resultados mostraram que a atividade do NR é essencial para permitir que estruturas corticais inibidas antes do treino sejam novamente ativadas durante sessões de reativação/reconsolidação atualizando o engrama e permitindo a expressão da memória remota. Esses achados se complementaram com resultados eletrofisiológicos onde a inibição do NR prejudicou a indução de potenciação de longa v duração entre vias do hipocampo e o Córtex Cigulado Anterior. Por outro lado o CEL parece possuir uma janela de plasticidade alguns dias após o aprendizado (3 dias) que pode determinar a qualidade da memória no futuro. A inibição do CEL 3 dias após o treino mantem a precisão da memória em um ponto onde os controles generalizam. Esse fenômeno se mostrou mediado por uma via de sinalização dependente de receptores NMDA contendo a subunidade NR2B, a calcineurina e os receptores AMPA permeáveis ao cálcio. A mesma inibição que mantem a precisão parece também manter a dependência hipocampal. Propomos nesse texto que ambos, o NR e o CEL, são estruturas que controlam ativamente a consolidação sistêmica e generalização da memória possivelmente guiados pela atividade do córtex pré-frontal medial. O estudo das vias que permitem a comunicação hipocampo-córtex pode ser essencial para entender a própria natureza da consolidação sistêmica e estabelecer possíveis estratégias para retardar ou inibir a generalização de memórias aversivas, um clássico alvo terapêutico de transtornos de ansiedade como o Transtorno de Estresse Pós-traumático. / Systems consolidation has been described as a structural reorganization process involving the neocortical and hippocampal networks underlying memory storage and retrieval. Classically, this phenomenon seems to be time-dependent in which recent memories are hippocampal-dependent while remote memoires are cortical-dependent during retrieval. This same variable, "time", is critical to memory quality in terms of precision during the expression. Memories tested some days after training are usually precise, however, extended intervals between training and testing increase the chance of generalization, in this case, neutral contextual or discrete cues, are able to triggered conditioned responses. Recently, a close relationship between systems consolidation and memory generalization was suggested, nevertheless, how these processes occurred and the synaptic pathways implicated in cortico-hippocampal communication are unknown. Here, using Contextual Fear Conditioning, we evaluated two structures, the thalamic Nucleus Reuniens (NR) and the Lateral Entorhinal Cortex (LEC) as potential regulators of systems consolidation and memory generalization. Our results showed that the activity of the NR is essential for cortical activity recovery after pre-training suppression during reactivation/reconsolidation session allowing the updating of memory engram and appropriate remote memory expression. These findings were supported by electrophysiological evidence showing that NR inhibition disrupts the induction of long term potentiation between hippocampal and Anterior Cingulate Cortex pathways. On the other hand, the LEC has a window plasticity opportunity after learning (3 days) that guides the future quality of memory expression. Inhibition of LEC on day 3 after training maintain memory precision while control group vii express generalized memory. This effects was mediated by signaling involving NR2Bcontaining NMDA , calcineurin and CP-AMPA receptors. The same inhibition procedure of LEC seems to maintain hippocampal dependency. We proposed that NR and LEC control actively systems consolidation and memory generalization probably facilitating top-down control by medial prefrontal cortex. Dissection of neural pathways associated to corticohippocampal communication is fundamental to understand the nature of systems consolidation and potential strategies to delay or prevents fear memory generalization, a classically hallmark of anxiety disorders such as Posttraumatic Stress Disorder.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O estado nutricional perinatal tem influência persistente sobre o desenvolvimento neural e a função cognitiva. Em humanos e outros animais, a malnutrição protéica durante o período perinatal acarreta alterações permanentes, incluindo a síndrome metabólica na idade adulta. A alimentação é modulada principalmente por fatores neuronais e hormonais que chegam ao hipotálamo. As reservas de glicogênio hipotalâmicos são uma fonte de glicose em altas demandas energéticas, como durante o desenvolvimento dos circuitos neurais. Como alguns circuitos hipotalâmicos estão sendo formados durante o período de lactação, focamos o estudo nos efeitos da desnutrição protéica, durante os primeiros 10 dias de lactação, sobre as reservas de glicogênio em núcleos hipotalâmicos envolvidos no controle do metabolismo energético. Ratas grávidas foram aleatoriamente separadas individualmente em gaiolas e alimentadas ad libitum com uma dieta normoproteíca (22% proteína). Após o parto, cada mãe ficava com 6 filhotes machos. Durante os 10 primeiros o grupo experimental recebia uma dieta isenta de proteína (D) e o grupo controle uma dieta normoproteíca (C). Em P10 a marcação para as reservas de glicogênio era muito intensa nos animais C no núcleo arqueado (ARC) e eminência média (EM). Em P20 no animais C, as reservas eram menores em comparação com P10. Os animais D apresentaram uma marcação menor do que os controles. Após P45 foi difícil determinar diferença entre os grupos porque o as reservas estavam diminuídas. Nós também mostramos que os tanicitos eram as células que apresentavam reservas de glicogênio. Nossos dados reforçam que o estado nutricional materno durante a lactação é crítico para a maturação cerebral, pois a malnutrição materna resulta em menor marcação nas reservas de glicogênio no hipotálamo, o que pode ser crítico para o estabelecimento da circuitaria neural. / Perinatal nutrition has persistent influences on neural development and cognition. In humans and other animals protein malnutrition during the perinatal period causes permanent changes, inducing to adulthood metabolic syndrome. Feeding is mainly modulated by neural and hormonal inputs to the hypothalamus. Hypothalamic glycogen stores are a source of glucose in high energetic demands, as during development of neural circuits. As some hypothalamic circuits are formed during lactation, we attempt to study the effects of malnutrition, during the first 10 days of lactation, on glycogen stores in hypothalamic nuclei involved in the control of energy metabolism. Female pregnant rats were fed ad libitum with a normorprotein diet (22% protein). After delivery each dam was kept with 6 male pups. During the first 10 days of lactation dams from experimental group received a protein free diet and the control group a normoprotein diet. By P10 glycogen stores were very high in the arcuate nucleus and median eminence of control group. Glycogen stores decreased during development. In P20 control animals, glycogen stores were lower when compared to P10 control animals. Animals submitted to malnutrition presented a staining even lower than control ones. After P45 it was difficult to determine differences between control and diet groups because glycogen stores were reduced. We also showed that tanycytes were the cells presenting glycogen stores. Our data reinforce that maternal nutritional state during lactation may be critical for neurodevelopment since it resulted in a low hypothalamic glycogen store, which may be critical for establishment of neuronal circuitry.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-graduação em Farmacologia / Made available in DSpace on 2012-10-22T05:43:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 214258.pdf: 1297635 bytes, checksum: 49a0f749ba4797216ae231728523905a (MD5) / A influência da genética nas características relacionadas com os transtornos de ansiedade tem sido amplamente demonstrada tanto em humanos, quanto em modelos animais. No entanto, a comparação de linhagens de roedores em testes comportamentais de ansiedade/emocionalidade pode apresentar resultados não-reproduzíveis entre diferentes estudos e laboratórios, mesmo quando os genótipos são mantidos constantes. Então, além de se estudar os fatores genéticos, a identificação de fatores ambientais relevantes e as interações genótipo-ambiente parecem ser pontos importantes para aumentar a reprodutibilidade dos estudos genéticos e neurocomportamentais. Neste estudo, nós objetivamos avaliar a influência de fatores ambientais e genéticos sobre medidas comportamentais relacionadas à ansiedade e a possível relação entre modelos animais de ansiedade e alcoolismo. Para isso nós testamos um modelo genético animal (ratos das linhagens LEW e SHR) em: (a) três testes comportamentais de ansiedade, com algumas variações no ambiente de laboratório ou na situação de teste, (b) um protocolo de ingestão espontânea de etanol e (c) medidas de expressão gênica em duas regiões do cérebro relacionadas com comportamentos de ansiedade e alcoolismo. Além disso, um segundo modelo genético (ratos Floripa H e L) foi avaliado nos mesmos testes comportamentais de ansiedade e consumo de etanol. Os resultados mostraram que as linhagens LEW e SHR apresentaram diferenças relacionadas à ansiedade no teste da caixa branca/preta (CBP), tanto na fase clara como na fase escura do ciclo circadiano, e no labirinto em cruz elevado (LCE), tanto no teste como no reteste 24h depois, com os animais LEW parecendo mais "ansiosos" do que os animais SHR. Nós também mostramos que a posição da gaiola no biotério e o estado comportamental (sono/vigília) do animal logo antes do teste têm influência nos resultados dos testes comportamentais de ansiedade, com algumas destas influências sendo genótipo-dependentes. Foi ainda demonstrado que a linhagem considerada a mais "ansiosa" (LEW) no nosso modelo genético, foi a que consumiu maiores quantidades de etanol quando este foi oferecido em livre escolha a concentrações de 6% e 10%. Além disso, foram encontrados menores níveis de expressão gênica de NPY e maiores níveis de expressão gênica de receptores 5-HT1A no hipocampo, mas não no hipotálamo, dos ratos LEW em relação a ratos SHR. Outro gene investigado neste estudo, Grin2b, não diferiu no hipocampo ou no hipotálamo entre os ratos LEW e SHR. Finalmente, o protocolo de auto-administração de etanol aplicado às linhagens Floripa H e L sugeriu novamente uma correlação positiva entre os comportamentos de "ansiedade" e o consumo de álcool, pois a linhagem Floripa L, que foi a mais "ansiosa" neste modelo genético, também foi a que ingeriu maiores quantidades de etanol. Em conclusão, os resultados deste trabalho: (a) sugeriram que o teste e o reteste do LCE podem compartilhar componentes psicológicos comuns, (b) reforçaram as linhagens LEW e SHR como um importante modelo genético para o estudo da ansiedade, (c) mostraram que, apesar de sua robustez, as diferenças genéticas entre ratos LEW e SHR podem ser influenciadas por alguns detalhes do ambiente de laboratório, (d) sugeriram uma correlação positiva entre índices experimentais de ansiedade e consumo de etanol e (e) reforçaram a hipótese de participação do NPY e dos receptores 5-HT1A do hipocampo nas variações genéticas nestes comportamentos.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-03-21Bitstream added on 2014-06-13T20:07:59Z : No. of bitstreams: 1 pauli_jr_me_rcla.pdf: 1649366 bytes, checksum: 582a2977521476b101c59041c4c0ec5e (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Existem consideráveis evidências demonstrando que tanto animais quanto humanos tratados com glicocorticóides freqüentemente apresentam anormalidades no metabolismo de carboidratos, proteínas e gorduras. Os objetivos do presente estudo foram: 1) investigar as adaptações endócrino-metabólicas em ratos submetidos ao exercício físico agudo e crônico de natação associado com a administração de dexametasona durante 10 semanas. 2) analisar os efeitos do treinamento associado à utilização de baixas doses de dexametasona na funcionalidade do eixo hipotálamo-hipófise-adrenal. Com os resultados obtidos concluímos que: 1) baixa dose de dexametasona promove diversos efeitos colaterais no metabolismo intermediário. O uso crônico deste esteróide tem um importante papel no desenvolvimento da resistência à insulina periférica. A insulino resistência é um importante fator para o desenvolvimento do diabetes mellitus, hipertensão, menor tolerância aos carboidratos, e alteração lipídica; 2) o exercício regular de natação promove aumento na sensitividade à insulina e reverte estes aspectos. Alem disso, o treinamento físico promove o aumento dos estoques de energia no músculo e fígado e contribui para um menor acúmulo de tecido adiposo epididimal; 3) o exercício pode ainda preponderar sobre o feedback negativo da dexametasona na ativação do eixo hipotálamo-hipofisiário-adrenal em ratos. / There is considerable evidence that abnormalities of carbohydrate, protein and fat metabolism occur frequently to both animals and humans treated with glucocorticoid. The aims of this study were: 1) to investigate the endocrine-metabolic adaptations in rats submitted to acute and chronic swimming exercise associate to administration of dexamethasone during 10 weeks; 2) to analyze the effects of training associate to low-dose dexamethasone on the hypothalamic-pituitary-adrenal axis. The results obtained led us to conclude that: 1) Low-dose of dexamethasone promotes several side effects in intermediary metabolism. The chronic use of this steroid has an important role in the development of peripheral insulin resistance. Insulin resistance may be an important factor for the development of diabetes mellitus, hypertension, impaired carbohydrate tolerance, and lipid alteration; 2) the regular swimming exercise promoted increased insulin sensitivity and reverted this aspect. Moreover, physical training increased energy stores in muscle and liver and contributed to the lower adipose epididimal tissue accumulation; 3) Therefore, exercise can override the dexamethasone negative feedback of hypothalamy-pituitary-adrenal axis activation in rats.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2031.pdf: 3494334 bytes, checksum: b543f6ce3ac60d6d769a4ea4b78a559e (MD5) Previous issue date: 2008-10-10 / Universidade Federal de Minas Gerais / Sodium intake occurs either as a need-free or a need-induced behavior, which is enhanced by repeated episodes of treatments leading to extracellular dehydration or increased levels in natriorexigenic hormones. This enhancement is likely an adaptation to repeated episodic sodium loss mediated by the long-term effects of hormones on brain circuits subserving sodium appetite. The objective of the present thesis was to investigate three aspects of long-term alterations in sodium intake associated to angiotensin (ANG) II: 1) neuroendocrine: the effect of repeated episodes of FURO/CAP on need-induced and need-free sodium intake, 2) genomic: associate hypothalamic renin-angiotensin system mRNA alterations with sodium intake enhancement induced by repeated episodes of water deprivation followed by partial rehydration with water (WDPR), and 3) comparative: sodium appetite in SHR submitted to a single WDPR. Both protocols, WDPR and FURO/CAP, were effective methodologies to enhance sodium intake, not related to systemic changes, suggesting that its mechanisms are due to neural plasticity and salt addiction. Repeated blockade of Agtr1 receptors by losartan inhibited or abolished the enhancement in the need-free sodium intake produced by a history of FURO/CAP. This result suggests that encephalic ANG II may play a role in the sensitization of spontaneous sodium intake, and perhaps it does not occur in the hypothalamus because it was not correlated to any hypothalamic RAS mRNA alteration in the WDPR protocol. However, hydrated animals with a history of WDPR increased the hypothalamic mRNA encoding of ANG II receptor type-1a (Agtr1a) by 76%. The enhancement in the need-induced sodium intake in the WDPR was related to increased hypothalamic mRNA encoding of angiotensinogen, aminopeptidase N, X Agtr1-associated protein, and ANG receptor like-1 or apelin receptor by 43%, 60%, 36%, and 159% respectively. Thus, the enhancement in the sodium appetite in WDPR was associated with alterations in the hypothalamic gene expression related to RAS. Thus, hypothalamic ANG II and apelin may play a role in the long-term changes of need-induced sodium intake. Moreover, the increased cellular activity that occurred in the subfornical organ, pre-locus coeruleus, and caudal nucleus of the solitary tract is associated with a stronger sodium appetite shown by SHR. These results suggest that increased cellular activity in these areas is correlated with the avid sodium appetite shown by SHR in response to water deprivation. The results suggest that repeated activation of encephalic ANG II receptors, perhaps in different areas, is able to enhance both forms of sodium intake and reinforce encephalic ANG II as a peptide that mediates long-term effects on behavior. / A ingestão de sódio pode ocorrer de forma espontânea ou induzida, a qual é incrementada por repetidos episódios de tratamentos que levam à desidratação extracelular ou aumento dos níveis de hormônios natriorexigênicos. O incremento se deve provavelmente a uma adaptação a repetidos episódios de perda de sódio mediado por alterações de longo prazo dos efeitos hormonais sob os circuitos que controlam o apetite ao sódio. O objetivo da presente tese foi investigar três aspectos das alterações de longo prazo na ingestão de sódio associada a angiotensina (ANG) II: 1) neuroendócrino: efeito de repetidos episódios de FURO/CAP na ingestão induzida e espontânea de sódio, 2) genômico: associar alterações de RNAm do sistema renina-angiotensina (SRA) hipotalâmico com o incremento da ingestão de sódio induzido por repetidos episódios de privação hídrica seguida de rehidratação parcial com água (PHRP), e 3) comparativo: apetite ao sódio em ratos da linhagem SHR, submetidos a um episódio de PHRP. Ambos os protocolos, PHRP e FURO/CAP são metodologias válidas para incrementar a ingestão de sódio, que não está relacionada a alterações sistêmicas, sugerindo que os mecanismos do incremento são devidos à plasticidade neural e dependência ao sal. Repetido bloqueio de receptores de ANG II tipo-1 (Agtr1) pelo losartan inibiu ou aboliu o incremento da ingestão espontânea de sódio produzido pelo histórico de FURO/CAP. Este resultado sugere que a ANG II encefálica pode exercer função na sensibilização da ingestão espontânea de sódio e talvez isto não ocorra no hipotálamo, pois esta sensibilização não está associada a nenhuma alteração hipotalâmica de RNAm relacionados ao SRA no protocolo PHRP. No entanto, animais hidratados submetidos a um prévio episódio de PHRP apresentaram VIII aumento de 76% do RNAm que codifica receptor de ANG II tipo-1a (Agtr1a) no hipotálamo. O incremento da ingestão induzida de sódio está relacionado com aumento de 43%, 60%, 36% e 159% do RNAm hipotalâmico que codifica angiotensinogênio, aminopeptidase N, proteína associada ao receptor Agtr1, e receptor de ANG semelhante ao tipo-1 ou receptor de apelina, respectivamente. Por conseguinte, o incremento do apetite ao sódio induzido pela PHRP está associado com alterações na expressão gênica hipotalâmica relacionada ao SRA. Portanto, ANG II e apelina no hipotálamo podem exercer papel nas alterações de longo prazo da ingestão induzida de sódio. Além disso, aumento da atividade celular no órgão subfornical, pré-locus coeruleus e núcleo do trato solitário caudal está associado com o exacerbado apetite ao sódio exibido pelos animais da linhagem SHR, e este resultado sugere que o aumento da atividade celular nestas áreas está relacionado com o ávido apetite ao sódio demonstrado pelos animais da linhagem SHR em resposta a privação hídrica. Estes resultados sugerem que ativação repetida de receptores encefálicos de ANG II, talvez em áreas diferentes, é capaz de incrementar ambas as formas de ingestão de sódio e reforça a ANG II encefálica como um peptídeo que medeia efeitos de longo prazo no comportamento.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / No presente estudo, foram investigados o mecanismo central e a termogênese pelo tecido adiposo marrom (BAT) envolvidos com a perda de massa corporal (MC) observada com a administração de liraglutida (análoga do hormônio GLP1). Camundongos machos C57BL/6, foram alimentados com dieta padrão e tratados com veículo (SC) ou com liraglutida (SC/Lir) ou com dieta hiperlipídica e tratados com veículo (HF) ou com liraglutida (HF/Lir) Nossos resultados demostram que a administração de liraglutida aumentou o neuropeptídeo anorexigênico pro-opiomelanocortina no hipotálamo e diminuiu a expressão do mRNA da proteína supressora da sinalização de citocinas-3. A administração de liraglutida melhorou os níveis plasmáticos de adiponectina e diminuiu tanto a intolerância à glicose, como a resistência à insulina. Além do mais, tanto o grupo SC como o grupo HF, consumiram a mesma quantidade de comida, já o grupo SC/Lir comeu 17,5 menos comida comparado com o grupo SC e, da mesma forma, o grupo HF/lir diminuiu o consumo alimentar em 22,5% comparado com o grupo HF. A massa corporal final foi 8,5% menor no grupo SC/Lir comparado com o grupo SC e 16% menor no grupo HF comparado com o grupo HF/Lir. Além do mais, a administração de liraglutida aumentou o consumo de oxigênio e a produção de dióxido de carbono, e diminuiu o quociente respiratório. A liraglutida aumentou ainda os níveis do receptor beta 3 adrenérgico, da proteína desacopladora mitocondrial-1, do TC10 e do transportador de glicose estimulado pela insulina (GLUT)-4 no BAT. Em conclusão, a administração de liraglutida em camundongos obesos induzidos por dieta ativou a via anorexigênica, diminuindo o consumo alimentar, atuando sinergicamente com o aumento do gasto energético.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O estado nutricional perinatal tem influência persistente sobre o desenvolvimento neural e a função cognitiva. Em humanos e outros animais, a malnutrição protéica durante o período perinatal acarreta alterações permanentes, incluindo a síndrome metabólica na idade adulta. A alimentação é modulada principalmente por fatores neuronais e hormonais que chegam ao hipotálamo. As reservas de glicogênio hipotalâmicos são uma fonte de glicose em altas demandas energéticas, como durante o desenvolvimento dos circuitos neurais. Como alguns circuitos hipotalâmicos estão sendo formados durante o período de lactação, focamos o estudo nos efeitos da desnutrição protéica, durante os primeiros 10 dias de lactação, sobre as reservas de glicogênio em núcleos hipotalâmicos envolvidos no controle do metabolismo energético. Ratas grávidas foram aleatoriamente separadas individualmente em gaiolas e alimentadas ad libitum com uma dieta normoproteíca (22% proteína). Após o parto, cada mãe ficava com 6 filhotes machos. Durante os 10 primeiros o grupo experimental recebia uma dieta isenta de proteína (D) e o grupo controle uma dieta normoproteíca (C). Em P10 a marcação para as reservas de glicogênio era muito intensa nos animais C no núcleo arqueado (ARC) e eminência média (EM). Em P20 no animais C, as reservas eram menores em comparação com P10. Os animais D apresentaram uma marcação menor do que os controles. Após P45 foi difícil determinar diferença entre os grupos porque o as reservas estavam diminuídas. Nós também mostramos que os tanicitos eram as células que apresentavam reservas de glicogênio. Nossos dados reforçam que o estado nutricional materno durante a lactação é crítico para a maturação cerebral, pois a malnutrição materna resulta em menor marcação nas reservas de glicogênio no hipotálamo, o que pode ser crítico para o estabelecimento da circuitaria neural. / Perinatal nutrition has persistent influences on neural development and cognition. In humans and other animals protein malnutrition during the perinatal period causes permanent changes, inducing to adulthood metabolic syndrome. Feeding is mainly modulated by neural and hormonal inputs to the hypothalamus. Hypothalamic glycogen stores are a source of glucose in high energetic demands, as during development of neural circuits. As some hypothalamic circuits are formed during lactation, we attempt to study the effects of malnutrition, during the first 10 days of lactation, on glycogen stores in hypothalamic nuclei involved in the control of energy metabolism. Female pregnant rats were fed ad libitum with a normorprotein diet (22% protein). After delivery each dam was kept with 6 male pups. During the first 10 days of lactation dams from experimental group received a protein free diet and the control group a normoprotein diet. By P10 glycogen stores were very high in the arcuate nucleus and median eminence of control group. Glycogen stores decreased during development. In P20 control animals, glycogen stores were lower when compared to P10 control animals. Animals submitted to malnutrition presented a staining even lower than control ones. After P45 it was difficult to determine differences between control and diet groups because glycogen stores were reduced. We also showed that tanycytes were the cells presenting glycogen stores. Our data reinforce that maternal nutritional state during lactation may be critical for neurodevelopment since it resulted in a low hypothalamic glycogen store, which may be critical for establishment of neuronal circuitry.

O período neonatal é considerado uma janela de vulnerabilidade a alterações fisiológicas e comportamentais no decorrer da ontogenia. Modificações ambientais nessa fase podem predispor o indivíduo a transtornos, como o déficit de atenção com hiperatividade (TDAH), abusos de substâncias psicoativas e transtornos alimentares. Modelos animais que mimetizem intervenções nessa fase são relevantes cientificamente. A manipulação neonatal (MN) é um desses modelos, em que breves separações entre a mãe e a ninhada são realizadas durante as primeiras duas semanas de vida (1º-10º dia de vida) por 10 minutos diários. No decurso do período neonatal, o eixo hipotálamo-pituitária-adrenal (HPA) trabalha de maneira distinta da fase embrionária, levando ao assim denominado período hiporresponsivo ao estresse, com menores liberações de corticosterona e hormônio adrenocorticotrópico (ACTH). Estudos apontam que a MN induz uma modulação a longo prazo sobre o eixo HPA, diminuindo a reatividade a eventos estressores e modificando alguns comportamentos na vida adulta. O objetivo central da presente tese foi avaliar comportamentos executivos e possíveis alterações neuroquímicas no córtex pré-frontal medial vento-medial de ratos manipulados no período neonatal. Os resultados mostraram-se sexo-específicos, pois animais machos manipulados no período neonatal mostraram-se mais impulsivos na vida adulta, apresentando também alterações na atenção e na flexibilidade cognitiva. Além disso, a responssividade ao fármaco metilfenidato (Ritalina®) nesse grupo foi encontrada diminuída. Com referência ao controle inibitório comportamental, mediante a tarefa de tolerância ao atraso da recompensa, a impulsividade foi observada apenas em animais machos e manipulados no período neonatal, e esta alteração não foi revertida pelo fármaco metilfenidato. Contudo ao analisar os níveis das aminas biogênicas, dopamina e serotonina e seus metabólitos 3,4-ácido dihidroxifenilacético (DOPAC), ácido homovanílico (HVA) e 5-ácido 5-hidroxiindolacético (5-HIAA) e noradrenalina, não se verificou modificação em relação aos grupos experimentais, entretanto, fêmeas tiveram concentrações maiores de DOPAC que os machos. Em relação à atenção e à flexibilidade cognitiva em machos, verificou-se no teste de deslocamento da atenção (TDA) um pior desempenho dos animais manipulados nas associações simples e na mudança intradimensional; entretanto, com melhora na extradimensional. A respeito das análises neuroquímicas no CPFvm, observou-se diminuição da atividade da enzima Na+/K+-ATPase e do imunoconteúdo da proteína sinaptofisina. Não houve alterações, contudo, nos imunoconteúdos de tirosina hidroxilase (TH) e sua forma fosforilada (THf), e nos níveis do fator neurotrófico derivado do encéfalo (BDNF). Ao observar a flexibilidade cognitiva e a atenção, os resultados indicaram pior desempenho na tarefa do deslocamento da atenção apenas em fêmeas do grupo MN, na discriminação de reversão. Juntamente com esses parâmetros, a atividade da enzima Na+/K+-ATPase foi encontrada diminuída em CPFvm no grupo MN. Tendo em vista os resultados desta tese, percebe-se que a manipulação neonatal em ratos altera alguns comportamentos cognitivos de forma distinta entre os sexos: provoca a diminuição do controle inibitório e resposta ao metilfenidato em machos; e modifica a atenção e flexibilidade cognitiva em ambos os sexos, com maior volume de alterações em machos. Coube a esta tese considerar que, breves separações entre a mãe e os filhotes no período neonatal provocam diferentes consequências cognitivo-comportamentais na vida adulta da prole, e isto é dependente do sexo. Com isso, pôde-se concluir que, a fase neonatal é um momento vulnerável a influências ambientais, e estas produzem múltiplos desfechos comportamentais ao longo da vida. / The neonatal period is considered a vulnerability window to physiological and behavioral alterations during ontogeny. Enviromental modifications in this period may predispose the individual to disorders as attention defficit hyperactivity disorder (ADHD), psicoative substance abuse, and eating disorder. Animal models which mimic interventions in this phase are scientifically relevant. Neonatal handling (NH) is one of these models: brief separations between the mother and the litters are made during the first two weeks of life (1st-10th day of life) for 10 minutes daily. During the neonatal period, the hypothalamus-pituitary-adrenal (HPA) axis works differently from the embrionary phase, resulting in a stress hiporresponsive period, with a less release of corticosterone and adrenocorticotropic hormone (ACTH). Studies show that NH induces a long-term modulation on HPA axis, decreasing its reactivity to stressors in adult life. The main objective of this thesis was to evaluate executive behaviors and possible neurochemical alterations in the medial ventro-medial prefrontal cortex of rats handled in the neonatal period. The results were sex-specific, because neonatal handled male animals showed more impulsive behavior in adult life, also presenting modifications in attention and cognitive fexibility. Furthermore, the responsiveness to methilphenidate (Ritalina®) in this group was decreased. In relation to behavioral inhibitory control by tolerance to delay of reward task, the impulsivity was observed only in male handled animals, and it was not reversed by methilphenidate. However, when biogenic amines (dopamine and serotonin and their metabolites 3,4-dihidroxidphenilacetic acid (DOPAC), homovanilic acid (HVA), 5-hidroxy-indol-acetic acid (5-HIAA), and noradrenaline) were measured, their levels were not modified, though females showed increased concentrations of DOPAC compared to males. In relation to attention and cognitive flexibility in males, we verified a reduced performance of the neonatal handled group in the attentional set shifting task, both in simple associations and intradimensional shifts, despite an improvement in extradimensional shift. The neurochemical analysis in PFCvm showed a decrease in the activity of Na+/K+-ATPase, and in the immunocontent of synaptophysin. There were no alterations in the immunocontent of tyrosine hydroxylase (TH) or its phospholitated form (pTH), and no difference was observed in the levels of brain derived neurotrophic factor (BDNF). When studying cognitive flexibility and attention in attentional set shifting task in females, the results indicated a decreased performance in reverse discrimination in the NH group. Additionally, the activity of Na+/K+-ATPase enzyme was found decreased in PFCvm in NH group. Thus, the results of this thesis show that neonatal handling in rats alter, in a distinct form, cognitive behaviors between sexes: Provoke a decrease of inhibitory behavior and together the response to methilphenidate in males; and addictionally modifies attention and cognitive flexibility in both sexes, with more alterations in males. Therefore, this thesis considered that briefly separations between dam and pups in the neonatal period provoke differents behavioral cognitive consequences in adult life of litters, and this subject depend on sex. Thus, we can conclude that neonatal period is a vulnerable moment to enviromental influences, and these features produce multiple behavior outcomes along life.