O pré-condicionamento (PC) é um fenômeno biológico decorrente da exposição de um tecido ou órgão a um estímulo sub-letal capaz de promover adaptações teciduais que levam a uma proteção a um evento subsequente similar. Alguns estímulos, no entanto podem levar a uma proteção mesmo quando a lesão subsequente é de natureza distinta, isto é chamado de tolerância cruzada. Estudos experimentais vêm utilizando esta estratégia para reduzir o dano provocado pelo acidente vascular encefálico. Com o objetivo de testar a possível tolerância cruzada que o evento isquêmico produziria sobre a lesão causada pela hemorragia, testamos um modelo de pré-condicionamento cruzado induzido por 10 ou 20 minutos de oclusão bilateral das artérias carótidas comuns sobre a hemorragia intracerebral (HIC) induzida por colagenase tipo IV-S no estriado dorsolateral. Para tanto, utilizamos 60 ratos Wistar machos adultos que foram divididos em 6 grupos: sham, PC10, PC20, HIC, PC10+HIC e PC20+HIC. De acordo com o grupo, os animais receberam 10 ou 20 minutos de pré-condicionamento isquêmico (exceto os grupos sham e HIC) e 24 horas após foram submetidos à hemorragia intracerebral ou a cirurgia sham, onde os animais receberam apenas salina. Os animais foram avaliados quanto ao seu desempenho motor através do teste do cilindro e teste da escada horizontal durante o período do experimento. Vinte dias após a indução da HIC, os animais foram perfundidos e foram obtidas amostras do tecido encefálico para a avaliação do volume da lesão e densidade óptica regional de astrócitos (GFAP+) e microglia (CD11b). Em nossos resultados detectamos que 10 ou 20 minutos de PC foram capazes de proteger o tecido da lesão promovida pela HIC (p<0,05) e de reduzir a densidade de GFAP+ (p<0,05). No entanto, não houve diferenças quanto ao desempenho funcional avaliado por nossos testes, tampouco sobre a ativação microglial no período estudado. Conjuntamente nossos resultados evidenciam que a tolerância tecidual induzida pelo pré-condicionamento isquêmico foi capaz de promover algum grau de proteção no modelo de hemorragia intracerebral induzido por colagenase do tipo IV-S, mesmo que isso não tenha sido evidenciado no desfecho funcional avaliado por nossos testes comportamentais. Além disso, os diferentes tempos de PC estudados não mostraram diferentes graus de proteção.

Estudos com resveratrol (RSV) tiveram um crescimento exponencial nos últimos anos, especialmente focando seu efeito benéfico na saúde humana. Recentemente, foram publicados trabalhos mostrando um forte efeito neuroprotetor, não somente reduzindo lesões cerebrais, mas também promovendo a recuperação funcional após a isquemia cerebral. Entretanto, as bases moleculares para a neuroproteção ainda são desconhecidas. Neste trabalho, avaliamos diversos mecanismos que são modulados pelo resveratrol em modelos experimentais de isquemia cerebral. Inicialmente, demonstramos que o tratamento com RSV, administrado durante 7 dias antes da indução da lesão isquêmica, diminuiu a morte neuronal em hipocampo e córtex cerebral de ratos submetidos a isquemia cerebral global. Em paralelo, reduziu a geração de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio. Este efeito foi associado com o aumento de antioxidantes endógenos, além da prevenção do aumento da peroxidação lipídica e da diminuição da atividade da Na+K+-ATPase induzidos pela isquemia cerebral global. Tendo em vista que o insulto isquêmico aumentou rapidamente os níveis de espécies reativas de oxigênio, investigamos o efeito do resveratrol sobre o perfil lipídico, e demonstramos que ele foi capaz de prevenir a diminuição de gangliosídeos, fosfolipídios e colesterol observada em hipocampo e córtex de ratos isquêmicos. A análise de vias de sinalização possivelmente envolvidas, mostrou que o efeito neuroprotetor do resveratrol envolve a modulação da via de sobrevivência PI3- K/Akt através da ativação de seus substratos GSK-3β e CREB. Adicionalmente, vias que controlam a neuroinflamação foram moduladas por resveratrol, o qual diminuiu a ativação glial, reduziu a fosforilação da JNK, diminuiu a translocação nuclear de NF- κB, reduzindo sua ativação e seus possíveis substratos iNOS e COX-2. A seguir avaliamos o efeito do resveratrol em promover a angiogênese em células endoteliais cerebrais e demonstramos que ele foi capaz de promover a proliferação, migração e indução da formação de tubo vascular in vitro. Além da função da célula, o RSV mostrou mudar o aspecto morfológico de células endoteliais do cérebro associadas com o rearranjo do citoesqueleto e relocalização de β-catenina e VE-caderina. A avaliação de vias de sinalização associadas com a angiogênese promovida pelo resveratrol, mostrou o envolvimento das vias PI3-K/Akt e MAPK/ERK, que regularam eNOS modulando os níveis de VEGF e metaloproteinases. Considerando que angiogênese e neurogênese são processos acoplados, investigamos o efeito do RSV no aumento de fatores tróficos e na plasticidade neuronal. Demonstramos que o RSV promoveu a recuperação funcional e está intimamente relacionada com o aumento da angiogênese e neurogênese após a isquemia cerebral focal. Em conjunto, nossos resultados abrem a perspectiva para o desenvolvimento de uma nova estratégia terapêutica para o tratamento da isquemia cerebral. / Recent studies with resveratrol (RSV) have been growing exponentially throughout the years, especially focusing on its beneficial effect on human health. Recently published studies, showing strong neuroprotective effects of RSV, not only reduce brain damage, but also promotes functional recovery after stroke. However, the molecular basis for neuroprotection is still unknown. In this study, we evaluated various mechanisms that are modulated by RSV in experimental models of cerebral ischemia. Initially, we demonstrated that by administering RSV, for 7 days prior to global cerebral ischemia, decreased neuronal cell death in the cerebral cortex and hippocampus of rats as well as reducing the generation of oxygen and nitrogen reactive species. The observed neuroprotection was associated with increased endogenous antioxidants, a decrease of Na+ K+ ATPase, and the prevention of lipid peroxidation. With an ischemic insult, levels of ROS rapidly increase which may lead to a decrease in lipids. However, we investigated the effects of RSV on lipid profiles and it showed that it was able to prevent a decrease in the amount of gangliosides, phospholipids, and cholesterol observed in the hippocampus and cortex of ischemic rats. There are several possible signaling pathways of RSV. Analysis of these pathways reveals that the neuroprotective effects of RSV involve the modulation of PI3-K/Akt survival pathway by activating its substrates GSK-3β and CREB. Furthermore, RSV modulates pathways involved in neuroinflammation, decreasing glial activation, phosphorylation of JNK, nuclear translocation and activation of NF- κB and its possible substrates of iNOS and COX-2. Additionally, we also investigated the effects of RSV on angiogenesis in brain endothelial cells. Results showed that RSV was able to promote proliferation, migration and vascular tube formation in vitro. Signaling pathways associated with angiogenesis by RSV, involves PI3-K/Akt and MAPK/ERK pathways which both regulate eNOS in the modulation of VEGF and metalloproteinase levels. Furthermore, RSV showed that the morphological change of brain endothelial cells was associated with cytoskeletal rearrangement and relocation of β-catenin and VE-cadherin. Considering that angiogenesis and neurogenesis are coupled processes, we investigated the effects of RSV on the increase of trophic factors and neuronal plasticity. We demonstrate that RSV increased functional recovery as well as intimately related to the increase of angiogenesis and neurogenesis after focal cerebral ischemia. Therefore, our results open the perspective for the development of a new therapeutics for the treatment of stroke.

A hipóxia-isquemia (HI) encefálica é uma das causas mais frequentes de lesões graves com comprometimento crônico das capacidades neurológicas e também de óbito neonatal do mundo. A HI cerebral resulta em alterações hemodinâmicas, bioquímicas e neurofisiológicas como uma consequência direta da falta de oxigênio e glicose. Esses processos podem levar a um dano cerebral por meio da ativação de mecanismos citotóxicos e apoptóticos, que causam prejuízo e morte à célula. Recentemente, alguns estudos mostraram que os danos gerados pela HI neonatal apresentam dimorfismo sexual. Na presente tese, foram avaliados os efeitos da HI neonatal sobre parâmetros de estresse oxidativo e de dano celular após a lesão encefálica em machos e fêmeas a fim de se detectar a contribuição do dimorfismo sexual para a lesão. Foi observado que a HI aumentou a produção de radicais livres causando peroxidação lipídica, e também aumentou a atividade da enzima antioxidante superóxido dismutase (1h e 2h após a HI). Além disso, a HI inibiu a atividade da enzima Na+, K+-ATPase imediatamente após a lesão. Estes dados demonstram que a HI foi capaz de induzir o estresse oxidativo e levar à perda de homeostase celular através da alteração no controle da bomba de Na+ e K+ no encéfalo dos neonatos após a lesão. Tendo em vista que a mitocôndria é a principal fonte de espécies reativas de oxigênio (EROs) na célula nós investigamos os efeitos da HI sobre a função mitocondrial. Machos e fêmeas expostos à HI apresentaram diminuição na atividade do complexo II da cadeia respiratória em hipocampo, além de diminuição da massa e do potencial de membrana (Δψ) mitocondrial tanto no córtex quanto no hipocampo, 2h após o insulto. Por outro lado, em 18h, a atividade dos complexos (I-III, II e IV) da cadeia respiratória mostrou uma inibição severa que foi acompanhada de diminuição de massa e Δψ mitocondrial em ambos os sexos, exceto pelo fato dos machos não apresentarem diminuição na massa mitocondrial. Esses dados mostram que a formação de espécies reativas bem como a peroxidação lipídica ocorre provavelmente devido à inibição da atividade dos complexos da cadeia respiratória. Tão importante quanto a disfunção mitocondrial induzida pela HI, os resultados apontam a presença de dimorfismo sexual neste parâmetro avaliado, uma vez que as fêmeas, além de apresentarem uma atividade dos complexos da cadeia respiratória per se maior quando comparadas aos machos, elas mostraram-se mais vulneráveis ao dano da HI. Com a finalidade de identificar a possível contribuição da autofagia para as diferentes alterações mitocondriais encontradas em machos e fêmeas, a atividade autofágica foi mensurada nos neonatos 18h após a lesão. Nós constatamos que as alterações encontradas – estresse oxidativo e disfunção mitocondrial – foram capazes de induzir a atividade autofágica. Entretanto esta se manifestou de forma distinta em córtex e hipocampo e também de maneira diferente em machos e fêmeas. No córtex, as fêmeas submetidas à HI tiveram aumento no número de autofagossomos (ativação da autofagia), porém diminuição dos autolisossomos, demonstrando uma possível inibição de algum passo final do processo. Já no hipocampo, os machos submetidos à HI tiveram indução da autofagia e as fêmeas apresentaram um aumento per se da atividade autofágica tanto nos animais controle quanto nos HI. É possível que o aumento das EROs pela cadeia respiratória e a perda de Δψ mitocondrial tenham induzido a autofagia após a lesão causada pela HI no encéfalo dos neonatos. Essas diferenças sexo-específicas são importantes não somente para entendermos o mecanismo de dano causado pelo insulto, mas também para direcionarmos os estudos sobre as estratégias terapêuticas de acordo com o sexo do indivíduo afetado. / Brain hypoxia-ischemia (HI) is one of the most common causes of severe chronic impairment of neurological abilities and also neonatal death in the world. Brain HI results in hemodynamic, biochemical and neurophysiological changes as a direct consequence of oxygen and glucose absence. These processes can lead to brain damage through activation of cytotoxic and apoptotic mechanisms, which cause injury and death to the cell. Recently, some studies have shown that the damage caused by neonatal HI presents sexual dimorphism. In this thesis, it was evaluated the effects of neonatal HI on oxidative stress parameters and cell damage after brain lesion in males and females to verify sexual dimorphism contribution to the lesion. It was observed that HI increased free radicals production leading to lipid peroxidation and also increased superoxide dismutase activity (1h and 2h after HI). Besides, HI inhibited Na+, K+-ATPase activity immediately after injury. These data demonstrated that HI was able to induce oxidative stress and lead to cell homeostase loss through modifications on Na+ and K+ pump control in neonatal brain after injury. Considering that mitochondria are the main source of reactive oxygen species (ROS) in cell we investigated the effects of HI on mitochondrial function. Males and females exposed to HI showed a decrease in complex II activity of hippocampal respiratory chain in addition to diminished mass and mitochondrial membrane potential (Δψ) in both cortex and hippocampus, 2h after insult. On the other hand, at 18h activity of respiratory chain complexes (I-III, II e IV) showed a severe inhibition that was accompanied by a decrease of mitochondrial mass and Δψ in both sexes, except that males do not show decrease in mitochondrial mass. These data demonstrated that reactive species formation and lipid peroxidation probably occur due to inhibition of respiratory chain complexes activities. Just as important as mitochondrial dysfunction induced by HI, results indicate the presence of sexual dimorphism on this parameter, since females, besides having a higher per se activity of respiratory chain complexes compared to males, they were more vulnerable to HI damage. In order to identify the possible contribution of autophagy to the distinct mitochondrial alterations found in males and females, autophagic activity was measured in neonates 18h after injury. We verify that changes found – namely oxidative stress and mitochondrial dysfunction - were able to induce autophagic activity. However, it manifested differently in cortex and hippocampus and also in males and females. In the cortex, females subjected to HI had an increase in autophagosomes (activation of autophagy), but decreased autolysosomes, showing a possible inhibition of a final step of the process. On hippocampus, males subjected to HI had autophagy induction and females showed a per se increase in autophagic activity in both control and HI animals. It is possible that ROS increased in respiratory chain and loss of mitochondrial Δψ had induced autophagy after lesion caused by HI in the neonatal brain. These sex-specific differences are important not only to understand the mechanism of damage caused by HI insult, but also to direct studies on the therapeutic strategies according to the sex of the affected subject.

A isquemia cerebral está entre as principais causas de mortalidade e morbidade em países industrializados e, apesar dos estudos constantes, ainda não existe um tratamento eficaz. Nesse estudo, investigamos o efeito neuroprotetor da boldina, um alcalóide presente nas folhas e casca de Peumus boldus Molina, sobre os danos causados pela isquemia cerebral. Para isso, foi utilizado um modelo in vitro de privação de oxigênio e glicose (POG) em culturas organotípicas de hipocampo de rato. Nossos resultados demonstraram que o tratamento com boldina nas concentrações de 120 µM e 250 µM diminuiu significativamente a morte celular induzida pela POG de 36% para 20 e 11%, respectivamente. A boldina não apresentou efeito tóxico em condições basais em nenhuma das concentrações testadas. O efeito neuroprotetor da boldina ocorreu apenas quando ela estava presente durante o período de POG, não havendo diferença quando ela foi utilizada somente durante o período de 24 horas de recuperação. O tratamento com boldina durante a POG foi capaz de induzir ativação microglial observada 24 horas após o tratamento através da marcação com isolectina B4. Ela também causou um aumento considerável na produção de espécies reativas, o que pode ser causa ou conseqüência da ativação da microglia. Não foram observadas diferenças na fosforilação das proteínas Akt e GSK-3ß 24 horas após o tratamento e, portanto, alterações nessas proteínas não parecem estar envolvidas com a neuroproteção causada pela boldina. Em conjunto, os resultados sugerem um efeito neuroprotetor promissor da boldina contra os danos causados pela POG, sendo que os mecanismos que desencadeiam esse efeito devem ser melhor elucidados. / Ischemic stroke is among the major causes of mortality and morbidity in industrialized countries and, in spite of several studies, no efficient treatment is available to the patients. In this work, we investigated the neuroprotective effect of boldine, an alkaloid present in leaves and bark of Peumus boldus Molina, against the damage caused by an in vitro lesion that mimics ischemic stroke. For these experiments, we used an in vitro model of oxygen and glucose deprivation (OGD) in rat organotypic hippocampal slice cultures. Our results showed that the treatment with boldine in the concentrations of 120 µM and 250 µM caused a significant reduction in cellular death after OGD from 36%, observed in OGDvehicle exposed cultures, to 20% and 11%, respectively. Boldine was not cytotoxic in basal conditions in any of the tested concentrations. The neuroprotective effect of boldine was observed when it was present during the period of OGD, showing no difference when it was used only during the recovery period of 24 hours. To elucidate a possible mechanism by which boldine exerts its neuroprotective effect we investigated the microglial activation, production of reactive species and the phosphorylation of Akt and GSK-3b proteins involved in PI3K cell signaling pathway. Our results showed that, when used during the OGD period, boldine 250 µM induced a marked microglial activation, as shown by isolectin B4 binding, increased reactive species production, as shown by DCF-DA oxidation and had no effect on Akt and GSK-3ß phosphorylation. Taken together, the results presented here suggest a promising neuroprotective effect of boldine against the damage caused by OGD, but the mechanism of action of this compound must be better elucidated.

SILVA, M. R. Avaliação do efeito neuroprotetor do ácido valpróico sozinho ou associado ao lítio em modelo de isquemia global transitória em ratos. 2016. 132 p. Tese (Doutorado em Farmacologia) - Faculdade de Farmácia, Odontologia e Enfermagem, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Erika Fernandes (erikaleitefernandes@gmail.com) on 2017-02-14T13:30:00Z No. of bitstreams: 1 2016_tese_mrsilva.pdf: 3696358 bytes, checksum: 72a7eeadf82d9918455763836c56adb0 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Fernandes (erikaleitefernandes@gmail.com) on 2017-02-14T13:30:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_tese_mrsilva.pdf: 3696358 bytes, checksum: 72a7eeadf82d9918455763836c56adb0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-14T13:30:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_tese_mrsilva.pdf: 3696358 bytes, checksum: 72a7eeadf82d9918455763836c56adb0 (MD5) Previous issue date: 2016-08-26 / Stroke is a pathological condition resulting from occlusion or rupture of blood vessels precipitating a cascade of events that involve excitotoxicity, inflammation, oxidative stress and cell death. The VA has been presenting neuroprotective effects in animal models and cell of neurodegenerative diseases, including stroke. Thus, we aimed to study the neuroprotective effects associated VA and not to lithium in an experimental model of global cerebral ischemia in rats. Methods: The treatment started 1 hour before the surgery and 7 days with VA (25, 50 and 100 mg / kg / day , V.O.) and VA in the same doses associating to lithium (10 mg / kg, i.p. ). The animals were anesthetized with ketamine (75 mg / kg, i.p.) and xylazine 2 % (10 m / kg, i.p.) and submitted to the global cerebral ischaemia and reperfusion for 30 min. After seven days were performed behavioral tests, open field and water maze. Then, they were euthanized and striatum, cortex and hippocampus were dissected. The striatum was used for the preparation of homogenates for dosage Dopamine and DOPAC HPLC. Homogenates of striatum, hippocampus and cortex were prepared to evaluate the antioxidant activity with malondialdehyde for dosage (MDA) and nitrite. Coronal sections of the brain were used to determine the percentage of the area of cerebral ischemic damage mitochondrial dysfunction (TTC). Hippocampal Slices were separated for immunohistochemistry (iNOS, COX -2, TNF- α, GSK-3 e HDAC). Results: The ischemic damage reduced the locomotor activity of animals and treatment with associated VA and not to lithium reversed this effect; as well as memory space that was recovered after treatment with lithium VA at all the doses used. The lesion in the striatum reflected in a reduction in the levels of monoamines and these values were increased with the use of associated and not to lithium VA. MDA and nitrite levels were significantly increased in striatum, hippocampus and cortex compared with the control group. Treatment with protected VA spline only at the lowest dose 25 mg / kg , but the cortex and hippocampus protection was effective at all doses used. Furthermore, there was a decrease in cells immunostained for iNOS, COX -2, TNF- α, GSK -3 and HDAC the groups treated with associated AV and not to lithium compared to the ischemic group. The VA and not associated with lithium reduced the cerebral infarct area at all doses preventing the animals from neurological deficits after cerebral ischemia. Conclusion: Treatment of animals with VA associated and not to lithium exerted neuroprotective properties against behavioral and cognitive, neurochemical and histological damage in global cerebral ischemia model. However, the combination of VA and lithium show to increase post- ischemic damage therapeutic benefits. Thereby, the possibility arises that co-treatment with lithium and valproic acid can produce stronger or synergistic effects against neuronal cell death in neurodegenerative conditions. / O acidente vascular cerebral é uma condição patológica decorrente da oclusão ou rompimento de vasos sanguíneos precipitando uma cascata de eventos que envolvem excitotoxicidade, inflamação, estresse oxidativo e morte celular. O AV vem apresentando efeitos neuroprotetores em modelos animais e celulares de doenças neurodegenerativas, incluindo acidente vascular cerebral. Com isso, objetivamos estudar os efeitos neuroprotetores do AV associado e não ao lítio em modelo experimental de isquemia cerebral global em ratos. Métodos: O tratamento iniciou 1h antes da cirurgia e sete dias após com AV (25, 50 e 100 mg/kg/dia, v.o.) e AV nas mesmas doses associando ao lítio (10 mg/kg, i.p.). Os animais foram anestesiados com Ketamina (75 mg/kg, i.p.) e Xilazina 2% (10 m/kg, i.p.) e submetidos à isquemia cerebral global durante 30 min e reperfusão. Após 7 dias foram realizados os testes comportamentais, campo aberto e labirinto aquático. Em seguida, foram eutanasiados e o corpo estriado, córtex e hipocampo foram dissecados. O corpo estriado foi utilizado na preparação de homogenatos para dosagem de Dopamina e DOPAC em HPLC. Homogenatos de estriado, hipocampo e córtex foram preparados para avaliar a atividade antioxidante com dosagem de malondialdeído (MDA) e nitrito. Fatias de hipocampo foram separadas para a imunohistoquímica (iNOS, COX-2, TNF-α, GSK-3 e HDAC). Cortes coronais do cérebro foram utilizados para determinar o percentual da área de dano isquêmico cerebral por disfunção mitocondrial (TTC). Resultados: O dano isquêmico reduziu a atividade locomotora dos animais e o tratamento com AV associado e não ao lítio reverteu este efeito; assim como a memória espacial que foi recuperada após tratamento com AV e lítio em todas as doses utilizadas. A lesão no corpo estriado refletiu em redução nos níveis de monoaminas e estes valores foram aumentados com uso do AV associado e não ao lítio. Os níveis de MDA e nitrito foram significativamente aumentados em estriado, córtex e hipocampo quando comparados ao grupo controle. O tratamento com AV protegeu o estriado apenas na menor dose 25 mg/kg, mas no córtex e hipocampo a proteção foi efetiva em todas as doses utilizadas. Além disso, houve uma diminuição nas células imunocoradas para iNOS, COX-2, TNF-α, GSK-3 e HDAC nos grupos tratados com AV associado e não ao lítio em comparação com o grupo isquemiado. O AV associado e não ao lítio reduziu a área de infarto cerebral em todas as doses prevenindo os animais dos déficits neurológicos após a isquemia cerebral. Conclusão: O tratamento dos animais com AV associado e não ao lítio exerceu propriedades neuroprotetoras contra danos comportamentais e cognitivos, neuroquímicos e histológicos, em modelo de isquemia cerebral global. Contudo, a combinação de AV e lítio demonstrou aumentar os benefícios terapêuticos pós-dano isquêmico. Com isso, levanta-se a possibilidade de que o co-tratamento de ácido valpróico com lítio pode produzir efeitos sinérgicos ou mais fortes contra a morte de células neuronais em condições neurodegenerativas.

PINHEIRO, Petrucia Antero. Pré-condicionamento nutricional com misturas de óleos ômega-3, 6 e 9 na isquemia e reperfusão cerebral em ratos. 2011. 86 f. Dissertação (Mestrado em Cirurgia) - Universidade Federal do Ceará. Faculdade de Medicina, Fortaleza, 2011. / Submitted by denise santos (denise.santos@ufc.br) on 2014-03-12T12:23:16Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_papinheiro.pdf: 1467531 bytes, checksum: a4bbdfdc6f138423d3c2fdab984cb0a3 (MD5) / Approved for entry into archive by denise santos(denise.santos@ufc.br) on 2014-03-12T12:23:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_papinheiro.pdf: 1467531 bytes, checksum: a4bbdfdc6f138423d3c2fdab984cb0a3 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-03-12T12:23:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_papinheiro.pdf: 1467531 bytes, checksum: a4bbdfdc6f138423d3c2fdab984cb0a3 (MD5) Previous issue date: 2011 / Omega-3 (ω-3) and omega-9 (ω-9) unsaturated fatty acids are anti-inflammatory and antioxidant, while omega-6 (ω-6) fatty acids are pro-inflammatory. This study investigated the preconditioning effects of fatty acids mixes with low ratio ω-6/ω-3 and high ratio ω-9/ω-6, in a brain ischemia-reperfusion experimental model. Forty-two Wistar rats were aleatory assigned to two groups: Control (n=24) and Test (n=18). Control group was divided into 4 groups, each with 6 animals: Water-Simulated (Water-Sim), Water - Ischemia-Reperfusion (Water-IR), Isolipid-Simulated (Isolipid-Sim) and Isolipid - Ischemia-Reperfusion (Isolipid-IR). The animals received water or a isolipid mix with ω-6/ω-3 ratio of 8:1 and ω-9/ω-6 ratio of 0,4:1 by gavage, for 7 days, according to their groups. Test group was divided into 3 groups of 6 animals: Mix1-IR, Mix2-IR, and Mix3-IR. All animals from Test group received oil mixes with ω-6/ω-3 ratio of 1,4:1 and ω-9/ω-6 ratio of 3,4:1 , differing only on the ω-3 source: Mix1, with ω-3 linolenic acid; Mix2, with ω-3 linolenic, eicosapentaenoic and docosahexaenoic acids, and Mix 3, with ω-3 linolenic and docosahexaenoic acids, by gavage, for 7 days. At the 7th day, animals from Water-IR, Isolipid-IR, Mix1-IR, Mix2-IR, and Mix3-IR groups were subjected to 1-hour brain ischemia by occlusion of both common carotid arteries, followed by a 3-hour reperfusion. Animals from Water-Sim and Isolipid-Sim groups were submitted to a simulated operation. At the end of the experiment, all animals were decapitated and their brains were sliced and sent to histological analysis of the CA3 hippocampal region. Neuronal death was quantified by the red neurons (RN) count. It was found that the number of RN in Water-IR group (36.83 ± 9.79) was higher (P = 0.0046) than the number observed in Water-Sim group (17.67 ± 8.48), and similarly, the number of RN in Isolipid-IR group (29.83 ± 12.19) was higher (P = 0.0459) than the number observed in Isolipid-Sim group (14.17 ± 11.62). There was no difference between the amount of RN from Water-Sim (17.67 ± 8.48) and Isolipid-Sim (14.17 ± 11.62) groups, nor between Water-IR (36.83 ± 9.79) and Isolipid-IR (29.83 ± 12.19) groups. The number of RN in Mix1-IR group (12.33 ± 6.31) was lower than the number seen in Water-IR (36.83 ± 9.79; P < 0.01) and Isolipid-IR (29.83 ± 12.19; P < 0.05) groups. The amounts of RN in Mix2-IR (10.67 ± 2.81) and Mix3-IR (7.33 ± 6.47) groups were also lower than the amounts observed in IR-Water (36.83 ± 9.79; P < 0.001) and IR-Isolipid (29.83 ± 12.19; P < 0.01) groups. There were no differences between the Mix1-IR (12.33 ± 6.31), Mix2-IR (10.67 ± 2.81) and Mix3-IR (7.33 ± 6.47) groups. In conclusion, regardless of the source of ω-3, preconditioning with fatty acids mixes with low ratio ω-6/ω-3 and high ratio ω-9/ω-6, protects the neurons against brain ischemia-reperfusion injuries in this experimental model. / Os ácidos graxos insaturados ômega-3 (ω-3) e ômega-9 (ω-9) possuem ação anti-inflamatória e antioxidante, enquanto os ômega-6 (ω-6) são pró-inflamatórios. Este estudo verificou os efeitos do pré-condicionamento com misturas de óleos contendo baixa relação ω-6/ω-3 e elevada relação ω-9/ω-6, em modelo experimental de isquemia-reperfusão cerebral. Foram utilizados 42 ratos Wistar, divididos em dois grupos: Controle (n=24) e Teste (n=18). O grupo Controle foi subdividido em 4 grupos de 6 animais, cada: Simulado - Água (Sim-Água), Isquemia-Reperfusão - Água (IR-Água), Simulado - Isolipídico (Sim-Isolipídico) e Isquemia-Reperfusão - Isolipídico (IR-Isolipídico). Os animais receberam água ou uma mistura isolipídica com relações ω-6/ω-3 = 8:1 e ω-9/ω-6 = 0,4:1 por via orogástrica, durante sete dias, conforme seus grupos. O grupo Teste foi subdividido em 3 grupos de 6 animais: IR-Mix1, IR-Mix2 e IR-Mix3. Os animais do grupo Teste receberam misturas oleosas com relações ω-6/ω-3 = 1,4:1 e ω-9/ω-6 = 3,4:1 , diferindo apenas na fonte de ω-3: Mix1, contendo o ácido ω-3 α-linolênico; Mix2, contendo os ácidos ω-3 α-linolênico, eicosapentaenóico e docosaexaenoico, e Mix 3, contendo os ácidos ω-3 α-linolênico e docosaexaenóico, administradas por via orogástrica, durante sete dias. No sétimo dia, os animais dos grupos IR-Água, IR-Isolipídico, IR-Mix1, IR-Mix2 e IR-Mix3 foram submetidos à isquemia cerebral com oclusão bilateral das artérias carótidas comuns por 1 hora, seguida de reperfusão por 3 horas. Os animais dos grupos Sim-Água e Sim-Isolipídico foram submetidos à operação simulada. Ao final do experimento, todos os animais foram decapitados e seus cérebros fatiados para análise histopatológica da área CA3 do hipocampo. A morte neuronal foi quantificada pela contagem de neurônios vermelhos (NV). Constatou-se que a quantidade de NV no grupo IR-Água (36,83 ± 9,79) foi maior (P = 0,0046) que a observada do grupo Sim-Água (17,67 ± 8,48), bem como a quantidade de NV no grupo IR-Isolipídico (29,83 ± 12,19) foi maior (P = 0,0459) que a observada no grupo Sim-Isolipídico (14,17 ± 11,62). Não foi constatada diferença na quantidade de NV entre os grupos Sim-Água (17,67 ± 8,48) e Sim-Isolipídico (14,17 ± 11,62), ou entre os grupos IR-Água (36,83 ± 9,79) e IR-Isolipídico (29,83 ± 12,19). A quantidade de NV no grupo IR-Mix1 (12,33 ± 6,31) foi menor que a verificada nos grupos IR-Água (36,83 ± 9,79; P < 0,01) e IR-Isolipídico (29,83 ± 12,19; P < 0,05). As quantidades de NV nos grupos IR-Mix2 (10,67 ± 2,81) e IR-Mix3 (7,33 ± 6,47) também foram menores que as verificadas nos grupos IR-Água (36,83 ± 9,79; P < 0,001) e IR-Isolipídico (29,83 ± 12,19; P < 0,01). Não foram constatadas diferenças nas quantidades de NV entre os grupos IR-Mix1 (12,33 ± 6,31), IR-Mix2 (10,67 ± 2,81) e IR-Mix3 (7,33 ± 6,47), entre si. Conclui-se que, independentemente da fonte de ω-3, o pré-condicionamento com misturas de óleos contendo baixa relação ω-6/ω-3 e elevada relação ω-9/ω-6, protege os neurônios contra as lesões de isquemia-reperfusão cerebral em modelo experimental.

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O objetivo desta tese foi avaliar o efeito do exercício físico sobre a memória aversiva e parâmetros inflamatórios no processo de envelhecimento e na isquemia cerebral global em ratos Wistar. Para isso foram realizados três experimentos. No primeiro, ratos de 3 meses de idade foram submetidos a exercício (corrida esteira, 20 minutos por 2 semanas) ou mantidos sedentários. Foram avaliados o desempenho na tarefa de esquiva inibitória e os níveis de COX-2, PGE2 e de receptores E-prostanóides (EP1-3) no hipocampo de ratos em diferentes tempos após a última sessão de exercício. O exercício induziu alterações tempo-dependentes sobre a via da COX-2, especificamente, aumentou os níveis de COX-2 e dos receptores EP4 e EP2 e diminuiu os níveis de PGE2. Além disso, uma correlação positiva entre o desempenho no teste da memória aversiva e os níveis de COX-2 foi observada. No segundo experimento, ratos de 3 e 20 meses foram submetidos ao mesmo protocolo de exercício. Foram analisados o desempenho na tarefa de esquiva inibitória e parâmetros inflamatórios e epigenético (TNF-α, IL1-β, IL-4, NF-κB e acetilação global da histona H4) no hipocampo de ratos em diferentes tempos após a última sessão de exercício. Foi observado um declínio da memória aversiva associado a um estado pró-inflamatório e uma redução da acetilaçao da histona H4 em ratos velhos. O exercício foi capaz de melhorar a memória, diminuir marcadores pró-inflamatórios e aumentar a acetilação de histona em hipocampo de ratos de 20 meses de idade; além disso, aumentou os níveis de IL-4 no hipocampo de ratos de 3 meses de idade. No terceiro experimento, ratos de 3 meses foram submetidos a isquemia cerebral global e ao mesmo protocolo de exercício. Nós investigamos o efeito do exercício antes e depois da isquemia sobre a sobrevivência celular e a função de células gliais em hipocampo de ratos submetidos à isquemia. Exercício pós-isquemia aumentou a sobrevivência celular e modulou a função das células gliais, especificamente, aumentou a área ocupada por astócitos e diminuiu a área ocupada por células da microglia no giro denteado após isquemia cerebral. Estes resultados sugerem que o exercício físico de corrida em esteira por 2 semanas pode induzir mudanças tempo-dependentes sobre a memória e parâmetros inflamatórios em hipocampo de ratos. Além disso, as respostas do exercício podem ser influenciadas pelo envelhecimento e pela isquemia cerebral. / The aim of this thesis was to study the effect of treadmill exercise on aversive memory and inflammatory parameters in the aging process and global cerebral ischemia in Wistar rats. For this, we made three experiments. In the first, rats of 3 months of age were divided in exercise (running daily for 20 min for 2 weeks) or non-exercised (sedentary) groups. Were analyzed the performance in the inhibitory avoidance task and COX-2, PGE2 and E-prostanoid receptors levels in the rat hippocampus at different time points after the last training session of treadmill exercise. The treadmill exercise causes time-dependent changes on COX-2 pathways function, specifically increased COX-2 and EP4, EP2 receptors levels and decreased PGE2 levels. Moreover a significant positive correlation between aversive memory performance and COX-2 levels was observed. In the second experiment, rats of 3 and 20 months of age were submitted to the same exercise protocol. We analyzed the performance in the inhibitory avoidance task and inflammatory and epigenetic parameters (TNF-α, IL1-β, IL-4, NF-κB and global histone H4 acetylation) in the rat hippocampus at different time points after the last training session of treadmill exercise. It was observed a decline on aversive memory associated to a pro-inflammatory state and reduction on H4 acetylation in aged rats. The exercise ameliorated memory, decreased pro-inflammatory markers and increased histone acetylation in hippocampi of 20-months-old rats; moreover, increased IL-4 levels in hippocampi from young adult rats. In the third experiment, rats of 3 months of age were submitted to global cerebral ischemia and the same exercise protocol. Here, we investigated the effect of both pre and postischemic treadmill exercise on cell survival and glial cells functions in the hippocampus of rats submitted to ischemia. Postischemic exercise increases cell survival and modulates glial cells functions, specifically increased area occupied by astrocyte and decreased area occupied by microglia in dentate gyrus following cerebral ischemia. These results suggest that the treadmill exercise for 2 weeks can lead to time-dependent changes on memory and neuroinflammatory parameters in the rat hippocampus. Moreover, the responses to the exercise can be influenced by aging and cerebral ischemia.

O pré-condicionamento (PC) é um fenômeno biológico decorrente da exposição de um tecido ou órgão a um estímulo sub-letal capaz de promover adaptações teciduais que levam a uma proteção a um evento subsequente similar. Alguns estímulos, no entanto podem levar a uma proteção mesmo quando a lesão subsequente é de natureza distinta, isto é chamado de tolerância cruzada. Estudos experimentais vêm utilizando esta estratégia para reduzir o dano provocado pelo acidente vascular encefálico. Com o objetivo de testar a possível tolerância cruzada que o evento isquêmico produziria sobre a lesão causada pela hemorragia, testamos um modelo de pré-condicionamento cruzado induzido por 10 ou 20 minutos de oclusão bilateral das artérias carótidas comuns sobre a hemorragia intracerebral (HIC) induzida por colagenase tipo IV-S no estriado dorsolateral. Para tanto, utilizamos 60 ratos Wistar machos adultos que foram divididos em 6 grupos: sham, PC10, PC20, HIC, PC10+HIC e PC20+HIC. De acordo com o grupo, os animais receberam 10 ou 20 minutos de pré-condicionamento isquêmico (exceto os grupos sham e HIC) e 24 horas após foram submetidos à hemorragia intracerebral ou a cirurgia sham, onde os animais receberam apenas salina. Os animais foram avaliados quanto ao seu desempenho motor através do teste do cilindro e teste da escada horizontal durante o período do experimento. Vinte dias após a indução da HIC, os animais foram perfundidos e foram obtidas amostras do tecido encefálico para a avaliação do volume da lesão e densidade óptica regional de astrócitos (GFAP+) e microglia (CD11b). Em nossos resultados detectamos que 10 ou 20 minutos de PC foram capazes de proteger o tecido da lesão promovida pela HIC (p<0,05) e de reduzir a densidade de GFAP+ (p<0,05). No entanto, não houve diferenças quanto ao desempenho funcional avaliado por nossos testes, tampouco sobre a ativação microglial no período estudado. Conjuntamente nossos resultados evidenciam que a tolerância tecidual induzida pelo pré-condicionamento isquêmico foi capaz de promover algum grau de proteção no modelo de hemorragia intracerebral induzido por colagenase do tipo IV-S, mesmo que isso não tenha sido evidenciado no desfecho funcional avaliado por nossos testes comportamentais. Além disso, os diferentes tempos de PC estudados não mostraram diferentes graus de proteção.

A hipóxia-isquemia neonatal (HI) é um dos principais motivos de mortalidade e morbidade perinatal. Diferentes causas estão associadas à HI, tais como: interrupção do fluxo sanguíneo, ineficientes trocas gasosas pela placenta, prematuridade, pré-eclâmpsia (PE), entre outras. Achados prévios do nosso grupo, utilizando o ácido fólico (AF) como estratégia terapêutica na HI, mostraram que o tratamento foi efetivo em amenizar alguns danos em animais submetidos ao modelo de encefalopatia hipóxico-isquêmica (EHI). Os objetivos do presente estudo foram investigar os efeitos/consequências do tratamento/suplementação com AF durante: (i) a EHI em ratos submetidos ao modelo Rice-Vannucci, e (ii) o tratamento com tert-butil-hidroperóxido (TBH) em células trofoblásticas humanas (linhagem BeWo e HTR-8 SV/neo), simulando o estresse oxidativo ocasionado por PE. Para a realização do experimento in vivo, aos sete dias de vida ratos Wistar foram divididos em quatro grupos experimentais: controle salina (CT-S), controle ácido fólico (CT-AF), hipóxico-isquêmico salina (HI-S) e hipóxico-isquêmico ácido fólico (HI-AF). Para o experimento in vitro células das linhagens BeWo e HTR-8 SV/neo foram cultivadas, suplementadas com três distintas concentrações de AF (deficiente, fisiológica e supra-fisiológica) e expostas durante 24 horas ao TBH. Nossos resultados demonstraram que a EHI dificultou a memória e aprendizado nos testes do labirinto aquático de Morris e do ox-maze, reduziu a atividade da Na+, K+-ATPase em animais adultos, causou atrofia em importantes áreas encefálicas como estriado e hipocampo, contribuiu para o desequilíbrio das enzimas antioxidantes SOD e CAT, além de causar um aumento da reatividade astrocitária em diferentes períodos do desenvolvimento animal. No entanto, quando observado o efeito do tratamento com AF nos diferentes parâmetros analisados foi constatado que este contribuiu para o déficit cognitivo no teste do labirinto aquático, enquanto que esse efeito foi amenizado no teste do ox-maze. Também, observou-se que, enquanto o tratamento com AF contribuiu para a inibição da enzima Na+, K+ -ATPase nos animais HI adolescentes, este foi efetivo em reverter essa inibição nos adultos. Além do mais, o tratamento com AF promoveu a recuperação parcial da atrofia hipocampal, aumentou a atividade das enzimas SOD e CAT e atrasou a formação da cicatriz glial. No modelo in vitro com exposição ao TBH, o tratamento com AF foi responsável pelo aumento da peroxidação lipídica, da carbonilação proteica e dos níveis de glutationas. Além disso, houve também um efeito antiproliferativo, antimigratório e citotóxico. Interessantemente, todos esses resultados foram intensificados quando observados nas células cultivadas sob a concentração supra-fisiológica de AF. Tendo em vista que cerca de 1 a 8% das gestantes desenvolvem pré-eclâmpsia e essas normalmente estão expostas a altas dosagens de AF devido à suplementação e à ingestão de alimentos fortificados, mais atenção é necessária especialmente na população de risco para essa doença. Os resultados obtidos neste estudo contribuem para o avanço das pesquisas nesta área e destacam a importância de mais investigações a fim de esclarecer até que ponto a suplementação com AF e sua dosagem adequada trariam benefícios para neonatos com EHI e gestantes com PE. / Hypoxia-ischemia (HI) is one of the main causes of perinatal death and morbidity. There are many imbalances related to the onset of HI, such as: interrupted blood flow, placenta gas exchange insufficiency, prematurity, preeclampsia (PE), among others. Previously, our group have investigated folic acid (FA) as a therapeutic agent of HI and showed it was able to reduce some deficits observed in animals submitted to the hypoxic-ischemic encephalopathy model (HIE). The aim of this study was the investigation of the effects and consequences of the treatment/supplementation with FA during (i) the HIE in rats subject to the Rice-Vannucci model, and (ii) the treatment of human trophoblastic cells (BeWo and HTR-8SV/neo) with tert-butyl-hydroperoxide (TBH) chemical agent, which mimics the oxidative stress during PE. During the in vivo experiment, seven-days Wistar rats were divided into four groups, as follows: control saline (CT-S), control folic acid (CT-FA), hypoxia-ischemia saline (HI-S) and hypoxia-ischemia folic acid (HI-FA). During the in vitro experiment BeWo and HTR-8 SV/neo cells were cultured under three distinct FA concentrations (deficient/physiological/supra-physiological) and exposed to TBH during 24 hours. Results showed HIE promoted memory and learning impairments as observed during the Moris water maze and ox-maze tests, reduced the activity of Na+, K+ -ATPase in adult rats, promoted atrophy in important areas as striatum and hippocampus, contributed to the imbalances in the oxidative enzymes SOD and CAT, and promoted the increase of astrocytic reactivity in distinct periods of development. Nevertheless, the treatment with FA contributed to the cognitive deficits observed in the water maze, while this effect was reduced in the ox-maze test. It was also observed that while FA treatment contributed to the inhibition of Na+, K+ -ATPase in HI adolescent rats, it was effective to recover this activity in HI adult rats. Moreover, FA treatment was able to partially recover hippocampal atrophy, to increase the activity of SOD and CAT enzymes and to delay the glial scar. The FA treatment in the in vitro model, where cells were challenged with TBH, was responsible for the increase in lipid peroxidation, protein cabonilation and glutathione levels. Moreover, it was observed antiproliferative, antimigration and cytotoxic effect. Interestingly, these outcomes were more intense when cells were cultured under a supra-physiological concentration of FA. Considering that about 1-8% of pregnant women suffer from PE and are often exposed to high doses of FA due to the supplementation and the ingestion of fortified food, more attention should be given to this group of risk. Results obtained during this work contribute to the improvement of research in this field and highlight the need of further studies to better understand to each extent the FA supplementation and daily dose intake are beneficial to EHI newborns and pregnant women with PE.