En la presente memoria se describe la preparación y reactividad de distintos compuestos organolíticos α-funcionalizados, mediante metalación con litio en polvo catalizada por 4,4’-di-terc-butilbifenilo (DTBB) de sustratos clorados. En la mayoría de los casos, estos intermedios son muy inestables, de modo que es necesario generarlos en condiciones Barbier. En el primer capítulo se estudia la preparación de compuestos organolíticos α-oxigenados. En primer lugar se describe la preparación de litiometil éteres enantioméricamente puros a partir de clorometil éteres, que en su reacción con electrófilos proporcionan éteres funcionalizados enantiomericamente puros. Como fuente de quiralidad se usan alcoholes asequibles comercialmente. En la segunda parte de este capítulo se describe la preparación de sintones litiados del tipo HOCH(R)−. Como sustratos se utilizan N-(1-cloroalquiloxicarbonil)pirrolidinas, que tras litiación catalizada por DTBB y reacción con electrófilos en condiciones Barbier dan lugar a hidroxicarbamatos. La hidrólisis de estos compuestos conduce finalmente a 1,2-dioles. En el segundo capítulo se describe la preparación de organolíticos α-nitrogenados. En primer lugar se lleva a cabo la litiación catalizada por DTBB en condiciones Barbier de N-clorometil-N-metilcarbamato de terc-butilo, usando compuestos carbonílicos como electrófilos. La posterior eliminación del grupo terc-butoxicarbonilo proporciona 1,2-aminoalcoholes, compuestos de interés biológico. Finalmente se han preparado 1-litioenaminas por litiación catalizada por DTBB. Estos intermedios, estables a baja temperatura, se comportan como equivalentes sintéticos de aniones acilo ya que, tras reacción con electrófilos e hidrólisis final, generan cetonas α-sustituidas. / In the present work the preparation and reactivity of different α-functionalised organolithium compounds starting from chlorinated substrates is described, involving the metalation with lithium powder, catalised by 4,4’-di-tert-butylbiphenyl (DTBB). In most cases, these compounds are very unstable, for that reason Barbier conditions are required. In the first chapter the preparation of α-oxygenated organolithium compounds is studied. First, the preparation of enantiomerically pure lithiomethyl ethers from chloromethyl ethers is described, which by reaction with electrophiles furnish enantiomerically pure functionalised ethers. Commercially available alcohols are used as chiral source. In the second part of this chapter the preparation of lithiated sinthons of the type HOCH(R)− is described. N-(1-chloroalkyloxycarbonyl)pyrrolidines are used as substrates, which after DTBB catalysed lithiation in the presence of different electrophiles (Barbier conditions) yield hydroxycarbamates. Finally, the hydrolysis of these compounds leads to 1,2-diols. In the second chapter the preparation of α-nitrogenated organolithium compounds is described. First, the DTBB catalysed lithiation of N-chloromethyl-N-methyl tert-butyl carbamate is carried out under Barbier conditions, using carbonyl compounds as electrophiles. Subsequent elimination of the tert-butoxycarbonyl group yields 1,2-aminoalcohols, interesting compounds in biology. Finally, 1-lithioenamines have been prepared by DTBB catalysed lithiation. These intermediates, stables at low temperature, behave as synthetic equivalents of acyl anions, since after reaction with electrophiles and hydrolysis, give α-substituted ketones.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica. Ingeniero Civil Eléctrico / En la actualidad, es cada vez más importante el rol que juegan las baterías de ion-litio en el mundo. Desde dispositivos tan pequeños como relojes inteligentes hasta grandes bancos de baterías en autos eléctricos, estos acumuladores de energía son muchas veces indispensables en diversas labores. Por esta razón, es que conocer el estado de carga y el estado de salud de las baterías es de gran relevancia. El objetivo de este trabajo es determinar un indicador del estado de salud de una batería de ion-litio, basado en el análisis de la evolución de la impedancia interna de la batería en el proceso de degradación, y además estudiar una nueva definición del término de la vida útil de una batería de ion-litio, considerando el incremento en la ineficiencia relacionado al efecto joule, por el aumento de la parte real de la impedancia interna en la degradación. La metodología aplicada consiste en un ciclado de una batería de ion-litio con un protocolo de descarga basado en la combinación de ciclos a 1C y 2C. El ciclado es realizado en una cámara de temperatura a 25ºC. Mediciones de espectroscopía de impedancia electroquímica son realizadas cada 20 ciclos, con la batería en reposo y cargada en un 100% del SoC, con el fin de conocer la evolución de la impedancia interna a medida que la batería se degrada. Luego de 770 ciclos, la batería presenta una degradación cercana al 25%, la resistencia interna presenta un incremento de 25% y 60% para mediciones realizadas en un 70% y 30% del SoC nominal de la batería. Además del análisis realizado con PCA y PLSR sobre los parámetros ajustados de un modelo de circuito equivalente y las frecuencias de excitación de las mediciones de impedancia, es posible obtener un modelo lineal basado en 3 parámetros del modelo de circuito equivalente, que estime el SoH, con un coeficiente de determinación de 0.9794. Para el caso de frecuencias de excitación, el modelo basado en las frecuencias 191[Hz] y 256[Hz], se obtiene un coeficiente de 0.8925, mientras que para el modelo basado en las frecuencias 1.89[Hz] y 2.62[Hz], se obtiene un coeficiente de 0.9476. Por otra parte, se tiene que a pesar de que la generación de calor no aumenta de forma considerable en la degradación, la evolución de la proporción de calor generado en el tiempo, sí aumenta de forma notable, debido a que los ciclos presentan una menor duración. Como consecuencia de esto, la batería experimenta un aumento en la temperatura según la ventilación que posea. Se concluye que se pueden obtener indicadores del estado de salud con un buen desempeño, tanto basados en frecuencias, como en un modelo de circuito equivalente. Además se establece la proporción de calor generado en el tiempo, como métrica para la definición del término de la vida útil de una batería de ion-litio.

En una primera parte se ha sintetizado los catalizadores de TiO2-puro y TiO2-dopados, donde los dopantes utilizados fueron: Yterbio, Neodimio, Lantano y Litio a través del método sol-gel siguiendo la ruta de los ATRANOS. Las proporciones en los cuales se dopó fue desde un rango de 0,08% hasta un 3% en peso de metal con respecto al TiO2. Una vez formado el complejo Titanatrano se agregó el precursor metálico para formar los correspondientes complejos con los dopantes favorecido por el control en las velocidades de reacción de hidrólisis-condensación formándose fases mesoestructuradas con contenido orgánico. Mediante un tratamiento térmico a 500ºC durante 2 horas, se han obtenido materiales porosos con la eliminación de la materia orgánica durante la condensación. En una segunda parte se han caracterizado estructuralmente los materiales obtenidos en forma de polvos de TiO2-puro y TiO2-dopados a través de las siguientes técnicas: - Difracción de Rayos-X (DR-X) - Microscopia Electrónica de Transmisión (TEM) - Microscopia Electrónica de Barrido (SEM) - Fisisorción con N2 (Área superficial BET e isotermas de adsorción-desorción) - Espectroscopia Raman (RS) - Reducción a Temperatura Programada (TPR) - Espectroscopia de Reflectancia Difusa UV-Vis (DRS) Donde los catalizadores de TiO2-puro y TiO2-dopados (Yb, Nd, La y Li) presentaron anatasa en los microdominios cristalinas y en el caso con Li presento también la fase rutilo, tamaño del microdominio cristalino similares, todos las partículas presentaron mesoporosidad, presentaron morfología esférica homogénea y en presencia de dopantes lantánidos (Yb, Nd) morfología asimétrica no homogénea, áreas superficiales entre 68 y 164 m2/g, generación de una nueva banda de energía prohibida en algunos casos. Los tamaños de partícula del TiO2-puro disminuyó con la incorporación de los lantánidos en cada caso (Yb, Nd, La) y en el caso con litio incremento el tamaño de partícula, los comportamientos en cada caso son coherentes con la relación de radios cuanto mayor es la diferencia de los radios iónicos se produce una mayor tensión en los enlaces de las estructuras cristalinas

Esta tese foi desenvolvida para investigar os mecanismos envolvidos nos efeitos protetores do tratamento com lítio sobre a memória espacial de ratos submetidos a um modelo de estresse crônico variado, bem como verificar os efeitos destes tratamentos em alguns parâmetros relacionados com depressão. Foram utilizados ratos Wistar (Rattus norvegicus), divididos em 4 grupos experimentais: controles, controles tratados com lítio, estressados e estressados tratados com lítio. Observamos que em 21 dias de tratamentos com estresse e lítio não há alteração na memória espacial, e que aos 30 dias o tratamento com lítio induz um efeito facilitador sobre a memória. A partir disso, os tratamentos tiveram duração de quarenta dias, após os quais as medidas comportamentais e bioquímicas foram desenvolvidas. Observamos que o estresse diminui a atividade da enzima Na+, K+-ATPase em membranas sinápticas hipocampais, e este efeito é prevenido pelo tratamento com lítio, bem como revertido tanto pela interrupção do estresse quanto pelo tratamento pós-estresse com lítio. A interrupção do estresse por um período de trinta dias também reverte os seus efeitos sobre a memória, assim como o faz o tratamento pós-estresse com lítio. Estes dados indicam que o déficit cognitivo induzido pelo estresse crônico é mediado por alterações plásticas, e a similaridade temporal com os efeitos sobre a atividade da enzima Na+, K+-ATPase sugere que ela esteja envolvida no prejuízo observado na memória espacial. Também avaliamos os efeitos destes tratamentos sobre a transmissão glutamatérgica hipocampal, e observamos que o estresse aumenta a liberação basal de glutamato e diminui a captação deste neurotransmissor por fatias hipocampais. Este efeito pode induzir excitotoxicidade glutamatérgica e colaborar no agravamento de outros insultos, como o aumento na morte celular observado após a privação de oxigênio e glicose. Por sua vez, o lítio aumentou a captação de glutamato por sinaptossomas, o que pode ser uma ferramenta adicional na neuroproteção após diversos tipos de insulto. Também houve um aumento na liberação de glutamato após estímulo, e este efeito pode, por um lado, estar facilitando os mecanismos de plasticidade sináptica, por outro, ter contribuído para o aumento na morte celular observado após privação de oxigênio e glicose. Foram realizadas medidas de estresse oxidativo, onde o tratamento com lítio induziu um relativo efeito antioxidante, demonstrado pela diminuição na formação de espécies oxidantes no hipocampo e pelo aumento da reatividade antioxidante total em hipocampo e hipotálamo, bem como pelo aumento na atividade da superóxido dismutase (SOD) e da glutationa peroxidase (GPX) em hipotálamo e hipocampo, respectivamente. Contudo, este efeito antioxidante não foi eficiente na prevenção da peroxidação lipídica hipocampal provocada pelo estresse, e o aumento desproporcional na atividade da SOD em animais estressados e estressados + lítio é um possível causador da peroxidação dos lipídeos de membrana em hipocampo. Os tratamentos com estresse e lítio induziram aumento no consumo de alimentos doces, sem, contudo, alterar o consumo de ração padrão pelos animais. No entanto, somente animais tratados com lítio apresentaram aumento também no consumo de alimentos salgados, e o aumento no consumo de doces por este grupo foi muito mais acentuado do que nos animais estressados. Estes efeitos não parecem ser devidos a uma maior ansiedade, visto que não houve efeito ansiogênico dos tratamentos no labirinto em cruz elevado. Animais estressados não apresentaram a analgesia característica após exposição a um sabor doce agradável (leite condensado) na medida de latência de retirada da cauda; contudo, mostraram analgesia induzida por um sabor ácido e desagradável, o que caracteriza alguns dos efeitos clássicos da depressão. Já animais tratados com lítio apresentaram analgesia tanto após o sabor agradável quanto o aversivo, sugerindo uma maior sensibilidade a estímulos gustativos nestes animais, e o lítio preveniu a ausência de analgesia induzida por doce em animais estressados, o que pode ser tomado como um efeito antidepressivo deste tratamento. Por fim, observamos uma diminuição na atividade dopaminérgica ventro-estriatal de animais estressados, que pode estar envolvida na ausência de comportamento apetitivo condicionado por um estímulo palatável. Por outro lado, animais tratados com lítio apresentaram um aumento no tônus dopaminérgico, demonstrado pela aquisição de comportamento apetitivo e pela sensibilização cruzada com dietilpropiona, sem, contudo, apresentarem alteração no conteúdo total de dopamina no núcleo accumbens. Pode-se sugerir que o tratamento com lítio induza um aumento na liberação fásica de dopamina ou alteração em seus receptores, e estes efeitos podem estar envolvidos no aumentado interesse de animais tratados com lítio por alimentos novos / These studies were undertaken to investigate the mechanisms involved in the protective effects of lithium treatment on spatial memory of rats submitted to chronic variate stress paradigm, and to verify the effects of these treatments in some depression related parameters. Adult male Wistar rats (Rattus norvegicus) were divided into 4 groups: control, control treated with lithium, stressed and stressed treated with lithium. We observed that 21 days of stress and lithium treatments did not alter spatial memory, and that 30 days of lithium treatment had a facilitative effect on memory. From these results on, all treatments lasted 40 days, and after that behavioral and biochemical measurements were performed. We observed that stress decreases Na+, K+-ATPase activity in hippocampal synaptic membranes and this effect is prevented by lithium treatment, as well as it is reversed by stress interruption and post-stress lithium treatment. Thirty days of stress interruption also reversed its effects on spatial memory, as well as does a post-stress lithium treatment. These data suggest that the cognitive deficit induced by chronic stress is mediated by plastic alterations, and the parallelism between the effects on spatial memory and on Na+, K+-ATPase activity suggests that this enzyme may be involved in the spatial memory damage observed in stressed animals. We also evaluated the effects of stress and lithium on hippocampal glutamatergic transmission, and we observed that stress increases basal synaptosomal release and decreases glutamate uptake in slices of hippocampus. These effects may favor glutamatergic excitotoxicity and contribute to neuronal loss after other kinds of insults, as it was observed after oxygen and glucose deprivation. Lithium increased synaptosomal glutamate uptake, what can represent an additional tool in neuroprotection against several kinds of insults. Lithium also increased stimulated glutamate release, what can be benefic for neuronal plasticity but can also contribute to neuroendangerment after oxygen and glucose deprivation. We performed some oxidative stress measurements, and lithium treatment induced an antioxidant effect, evidenced by a decreased formation of oxidative agents in hippocampus and an increased on total antioxidant reactivity in hippocampus and hypothalamus, as well as an increased activity of superoxide dismuthase (SOD) and gluthathione peroxidase (GPx) in hippocampus and hypothalamus, respectively. However, this antioxidant effect was not enough to prevent the hippocampal lipid peroxidation induced by stress, and the disproportional increase on SOD activity in stressed and stressed + lithium is a possible mediator for the lipid peroxidation observed in this structure. Stress and lithium treatments induced an increased consumption of sweet foods, not altering standard chow consumption. However, just lithium-treated animals presented an increase in intake of savory foods, and their intake of sweet foods was notably higher than in stressed animals. These effects do not seem to be related to higher anxiety levels, since there was no anxiogenic effects of stress and lithium in the Plus Maze test. Stressed animals did not present sweet-induced analgesia, as evaluated by the tail-flick measurement, but they presented analgesia induced by an unpleasant flavor, characterizing some effects observed in depression. Conversely, lithiumtreated animals presented analgesia after pleasant and unpleasant tastes, suggesting an increased sensibility to gustative stimuli in these animals, and lithium prevented the absence of sweet-induced analgesia observed in stressed animals, what can be taken as an antidepressive effect of this treatment. Finally, we observed a decreased ventral-striatal dopaminergic activity in stressed animals that can be involved in the absence of a palatableconditioned appetitive behavior. On the other hand, lithium-treated animals presented an increased dopaminergic tonus, as showed by the acquired appetitive behavior and by the cross-sensitization with diethylpropione, without presenting any alteration in the total amount of dopamine in the nucleus accumbens. We can suggest that lithium treatment induces an increase on phasic dopamine release or an alteration in its receptors, and these effects can be involved in the increased interest of lithium-treated animals by new palatable foods.

A epilepsia é uma condição crônica frequentemente acompanhada de perda celular e distúrbio cognitivo. Na maioria das vezes, é difícil saber o quanto isso se deve à patologia de base que provoca as crises epiléticas, as crises epilépticas por si ou seu tratamento com fármacos antiepilépticos, bem como o contexto sócio-cultural do paciente. Para investigar o efeito das células mononucleares da medula óssea (CMO) sobre a neuroplasticidade no sistema nervoso central, induzida pelo status epilepticus, provocado por lítio e pilocarpina, foram estudados ratos epilépticos e controles que receberam o transplante de (1x107 CMO/100μl ou o mesmo volume de solução salina, na veia da cauda), 90 min após SE (grupo agudo) ou 22 dias após SE (grupo crônico). Aqui mostramos que, no grupo agudo, ao compararmos os ratos controles com os transplantados, as CMO estavam presentes em (1-3, 5, 10 e 120 dias) após o transplante no cérebro epiléptico. Em 10 dias expressavam o marcador de microglia (CD11b), em 120 dias expressaram o marcador de neurônio jovem (doublecortina). Verificamos por vídeo-monitoração, (15-21dias) após o SE, que os ratos do grupo tratado com CMO não apresentaram crises espontâneas recorrentes (CER), e que, entre (120-127 dias) após SE, 20% dos ratos transplantados apresentaram CER. Observamos perda neuronal significativa nas três regiões hipocampais analisadas (CA1, CA3 e hilo do GD) no grupo epiléptico que recebeu o transplante de solução salina, sendo extremamente significativa na região de CA1 (em 10 dias); CA1, CA3 e no hilo do GD em (120 dias) após o SE. Entretanto, no grupo tratado com CMO, a perda neuronal foi menor nas regiões analisadas em 120 dias após SE. As medidas do volume hipocampal revelaram que não foram observadas diferenças significantes entre o grupo epiléptico tratado com CMO quando comparado com o grupo controle não epiléptico, tanto em 10 quanto em 120 dias após SE. O volume hipocampal entre os ratos epilépticos (não-tratado e tratado) apresentou diferença significativa em 120 dias após SE. No estudo da atividade elétrica em fatias hipocampais, ao compararmos os dados dos ratos epilépticos encontramos uma tendência a maior facilidade de se obter LTP no grupo tratado com CMO (80% das fatias) enquanto no grupo tratado com solução salina ocorreu indução em (30% das fatias) 10 dias após SE. Esta facilidade de indução foi maior em 120 dias após SE, onde a indução da LTP ocorreu em 100% das fatias do grupo epiléptico tratado com CMO e em nenhuma do grupo epiléptico tratado com solução salina. O desempenho dos ratos epilépticos de ambos os grupos experimentais foi prejudicada no teste de aprendizagem espacial do labirinto aquático. Embora que esta função foi menos afetada nos ratos epilépticos tratados com CMO do que os ratos não tratados. No grupo crônico, avaliamos por vídeo-monitoração o comportamento dos ratos epilépticos entre os dias 15-21 após SE, no dia 22 os ratos foram transplantados com CMO de dois diferentes doadores (1) ratos Wistar e (2) camundongos EGFP C57/bl6, ou solução salina e foram observados por mais 7 dias (1) e 14 dias (2). Verificou-se que independente do doador os ratos tiveram uma diminuição na freqüência das CER de aproximadamente 50% e de 53,5% [doadores (1) e (2), respectivamente], quando comparado o período pós com o pré-tratamento. Verificamos que as células GFP-positivas foram encontradas dispersas por todo o cérebro dos ratos epilépticos 45 dias após o transplante, e estavam presentes principalmente nas áreas corticais e no giro denteado do hipocampo. Algumas destas células expressaram o marcador de neurônio adulto (NeuN) e de células da glia (GFAP). No entanto, não foram observadas nos grupos agudo e crônico, células GFPpositivas no cérebro dos ratos controle (não epilépticos). A análise quantitativa de secções do cérebro de ratos do grupo epiléptico tratado com CMO mostrou que o número de neurônios não diferiu significativamente do grupo controle (não-epiléptico) nas duas regiões avaliadas (CA1 e hilo). No estudo do brotamento neuronal o grupo de ratos tratado com CMO apresentou aproximadamente 78,6% menos brotamento das fibras musgosas que os ratos epilépticos não tratados. No estudo eletrofisiológico a LTP induzida por estimulação tetânica foi obtida em (100%) das fatias hipocampais obtidas de ratos controles não-epilépticos, em (100%) das fatias de ratos epilépticos tratados com CMO e em nenhuma das fatias dos ratos epilépticos tratados com solução salina. Nossos dados sugerem que o transplante de células mononucleares da medula óssea protege e/ou previne a progressão da epilepsia crônica. / The epilepsy is a chronic condition frequently accompanied by cellular loss and cognitive disturbance. Most of the time, it is difficult to know how much this occurs due to the base pathology that provokes epileptic crises, the epileptic crises by themselves or their treatment with anti-epilepsy medications, as well as the patient’s social-cultural context. In order to investigate the effect of bone marrow mononuclear cells (BMCs) on the neuroplasticity in the central nervous system, induced by status epilepticus, provoked by lithium and pilocarpine, epileptic and control rats were studied and received a transplant of (1x107 BMC/100μl or the same volume of saline solution, in the vein of the tail), 90 min after SE (acute group) or 22 days after SE (chronic group). Here we have demonstrated that, in the acute group, when comparing the control rats to the transplanted ones, BMCs were presented in the epileptic brain (1-3, 5, 10 and 120 days) after the transplant. In 10 days they expressed the microglial marker (CD11b), in 120 days they expressed the young neuronal marker (doublecortin). We verified by video monitoring, (15-21 days) after SE, that the rats from the treated group with BMCs did not present spontaneous recurrent seizures (SRS), and that, between 120-127 days after SE, 20% of the transplanted animals presented SRS. We observed significant neuronal loss in the three analyzed hippocampus regions (CA1, CA3 and hilo of GD) in the epileptic group that received the transplant of saline solution, being extremely significant in the region of CA1 (in 10 days); CA1, CA3 and in hilo of GD in (120 days) after the SE. However, in the group treated with BMCs, the neuronal loss was smaller in the areas analyzed in (120 days) after SE. The measures of the hippocampus volume revealed significant differences not observed between the epileptic group treated with BMCs, when compared to the non-epileptic control group, as in 10 as in 120 days after SE. Nevertheless, the hippocampus volume between the epileptic rats (non-treated and treated) presented a significant difference in 120 days. In the study of electrical activity in hippocampal slices, by comparing the epileptic rats data, we found a tendency of a greater facility in obtaining LTP in the treated group with BMCs (80% of the slices) while in the treated group with a saline solution an induction in (30% of the slices) it occurred 10 days after SE. This facility of induction was higher in 120 days after SE, where the induction of LTP occurred in 100% of the slices in the epileptic group treated with BMCs and in none of the epileptic group treated with saline solution. In the spatial reference memory version of the water Maze test, the performance of both epileptic experimental groups was impaired. Although this function was less affected in epileptic rats treated with BMCs than in saline treated rats. In the chronic group, we evaluated the epileptic rats behavior through video monitoring between the days 15-21 after SE, in the day 22 the rats were transplanted with BMCs from two different donors (1) Wistar rats and (2) EGFP C57/bl6 Mice, or saline solution, and were observed for more 7 days (1) and 14 days (2). It was verified that regardless on the donor, the rats had a decrease in the frequency of SRS of approximately 50% and of 53,5% [donors (1) and (2), respectively], when comparing the pos-period with the pre-treatment. We verified that the GFP-positive cells were found scattered through the whole epileptic rats brain 45 days after the transplant, and they were mainly present in the cortical areas and the dentate gyrus of hippocampus. Some of these cells expressed an adult neuronal marker (NeuN) and glial cells (GFAP). Nevertheless, this was not observed in acute and chronic groups, GFP-positive cells in the brain of the control rats (non-epileptic). The quantitative analysis of the sectors from the brain of the epileptic rats group treated with BMCs demonstrated that the number of neurons did not differ significantly from the control group (non-epileptic) in two evaluated regions (CA1 and hilo). In the study of neuronal sprouting, the group of rats treated with BMCs presented approximately 78,6% less sprout than the rats from the non-treated group. In the electrophysiological study LTP induced by tetanic stimulation was obtained in (100%) of the hipocampal slices of nonepileptic control rats, in (100%) of the slices of epileptic rats treated with BMCs and in none of the slices from the epileptic rats treated with saline solution. Our data suggest that the transplant of cells from the bone marrow protects and/or prevents the progression of chronic epilepsy.

A epilepsia é uma condição crônica frequentemente acompanhada de perda celular e distúrbio cognitivo. Na maioria das vezes, é difícil saber o quanto isso se deve à patologia de base que provoca as crises epiléticas, as crises epilépticas por si ou seu tratamento com fármacos antiepilépticos, bem como o contexto sócio-cultural do paciente. Para investigar o efeito das células mononucleares da medula óssea (CMO) sobre a neuroplasticidade no sistema nervoso central, induzida pelo status epilepticus, provocado por lítio e pilocarpina, foram estudados ratos epilépticos e controles que receberam o transplante de (1x107 CMO/100μl ou o mesmo volume de solução salina, na veia da cauda), 90 min após SE (grupo agudo) ou 22 dias após SE (grupo crônico). Aqui mostramos que, no grupo agudo, ao compararmos os ratos controles com os transplantados, as CMO estavam presentes em (1-3, 5, 10 e 120 dias) após o transplante no cérebro epiléptico. Em 10 dias expressavam o marcador de microglia (CD11b), em 120 dias expressaram o marcador de neurônio jovem (doublecortina). Verificamos por vídeo-monitoração, (15-21dias) após o SE, que os ratos do grupo tratado com CMO não apresentaram crises espontâneas recorrentes (CER), e que, entre (120-127 dias) após SE, 20% dos ratos transplantados apresentaram CER. Observamos perda neuronal significativa nas três regiões hipocampais analisadas (CA1, CA3 e hilo do GD) no grupo epiléptico que recebeu o transplante de solução salina, sendo extremamente significativa na região de CA1 (em 10 dias); CA1, CA3 e no hilo do GD em (120 dias) após o SE. Entretanto, no grupo tratado com CMO, a perda neuronal foi menor nas regiões analisadas em 120 dias após SE. As medidas do volume hipocampal revelaram que não foram observadas diferenças significantes entre o grupo epiléptico tratado com CMO quando comparado com o grupo controle não epiléptico, tanto em 10 quanto em 120 dias após SE. O volume hipocampal entre os ratos epilépticos (não-tratado e tratado) apresentou diferença significativa em 120 dias após SE. No estudo da atividade elétrica em fatias hipocampais, ao compararmos os dados dos ratos epilépticos encontramos uma tendência a maior facilidade de se obter LTP no grupo tratado com CMO (80% das fatias) enquanto no grupo tratado com solução salina ocorreu indução em (30% das fatias) 10 dias após SE. Esta facilidade de indução foi maior em 120 dias após SE, onde a indução da LTP ocorreu em 100% das fatias do grupo epiléptico tratado com CMO e em nenhuma do grupo epiléptico tratado com solução salina. O desempenho dos ratos epilépticos de ambos os grupos experimentais foi prejudicada no teste de aprendizagem espacial do labirinto aquático. Embora que esta função foi menos afetada nos ratos epilépticos tratados com CMO do que os ratos não tratados. No grupo crônico, avaliamos por vídeo-monitoração o comportamento dos ratos epilépticos entre os dias 15-21 após SE, no dia 22 os ratos foram transplantados com CMO de dois diferentes doadores (1) ratos Wistar e (2) camundongos EGFP C57/bl6, ou solução salina e foram observados por mais 7 dias (1) e 14 dias (2). Verificou-se que independente do doador os ratos tiveram uma diminuição na freqüência das CER de aproximadamente 50% e de 53,5% [doadores (1) e (2), respectivamente], quando comparado o período pós com o pré-tratamento. Verificamos que as células GFP-positivas foram encontradas dispersas por todo o cérebro dos ratos epilépticos 45 dias após o transplante, e estavam presentes principalmente nas áreas corticais e no giro denteado do hipocampo. Algumas destas células expressaram o marcador de neurônio adulto (NeuN) e de células da glia (GFAP). No entanto, não foram observadas nos grupos agudo e crônico, células GFPpositivas no cérebro dos ratos controle (não epilépticos). A análise quantitativa de secções do cérebro de ratos do grupo epiléptico tratado com CMO mostrou que o número de neurônios não diferiu significativamente do grupo controle (não-epiléptico) nas duas regiões avaliadas (CA1 e hilo). No estudo do brotamento neuronal o grupo de ratos tratado com CMO apresentou aproximadamente 78,6% menos brotamento das fibras musgosas que os ratos epilépticos não tratados. No estudo eletrofisiológico a LTP induzida por estimulação tetânica foi obtida em (100%) das fatias hipocampais obtidas de ratos controles não-epilépticos, em (100%) das fatias de ratos epilépticos tratados com CMO e em nenhuma das fatias dos ratos epilépticos tratados com solução salina. Nossos dados sugerem que o transplante de células mononucleares da medula óssea protege e/ou previne a progressão da epilepsia crônica. / The epilepsy is a chronic condition frequently accompanied by cellular loss and cognitive disturbance. Most of the time, it is difficult to know how much this occurs due to the base pathology that provokes epileptic crises, the epileptic crises by themselves or their treatment with anti-epilepsy medications, as well as the patient’s social-cultural context. In order to investigate the effect of bone marrow mononuclear cells (BMCs) on the neuroplasticity in the central nervous system, induced by status epilepticus, provoked by lithium and pilocarpine, epileptic and control rats were studied and received a transplant of (1x107 BMC/100μl or the same volume of saline solution, in the vein of the tail), 90 min after SE (acute group) or 22 days after SE (chronic group). Here we have demonstrated that, in the acute group, when comparing the control rats to the transplanted ones, BMCs were presented in the epileptic brain (1-3, 5, 10 and 120 days) after the transplant. In 10 days they expressed the microglial marker (CD11b), in 120 days they expressed the young neuronal marker (doublecortin). We verified by video monitoring, (15-21 days) after SE, that the rats from the treated group with BMCs did not present spontaneous recurrent seizures (SRS), and that, between 120-127 days after SE, 20% of the transplanted animals presented SRS. We observed significant neuronal loss in the three analyzed hippocampus regions (CA1, CA3 and hilo of GD) in the epileptic group that received the transplant of saline solution, being extremely significant in the region of CA1 (in 10 days); CA1, CA3 and in hilo of GD in (120 days) after the SE. However, in the group treated with BMCs, the neuronal loss was smaller in the areas analyzed in (120 days) after SE. The measures of the hippocampus volume revealed significant differences not observed between the epileptic group treated with BMCs, when compared to the non-epileptic control group, as in 10 as in 120 days after SE. Nevertheless, the hippocampus volume between the epileptic rats (non-treated and treated) presented a significant difference in 120 days. In the study of electrical activity in hippocampal slices, by comparing the epileptic rats data, we found a tendency of a greater facility in obtaining LTP in the treated group with BMCs (80% of the slices) while in the treated group with a saline solution an induction in (30% of the slices) it occurred 10 days after SE. This facility of induction was higher in 120 days after SE, where the induction of LTP occurred in 100% of the slices in the epileptic group treated with BMCs and in none of the epileptic group treated with saline solution. In the spatial reference memory version of the water Maze test, the performance of both epileptic experimental groups was impaired. Although this function was less affected in epileptic rats treated with BMCs than in saline treated rats. In the chronic group, we evaluated the epileptic rats behavior through video monitoring between the days 15-21 after SE, in the day 22 the rats were transplanted with BMCs from two different donors (1) Wistar rats and (2) EGFP C57/bl6 Mice, or saline solution, and were observed for more 7 days (1) and 14 days (2). It was verified that regardless on the donor, the rats had a decrease in the frequency of SRS of approximately 50% and of 53,5% [donors (1) and (2), respectively], when comparing the pos-period with the pre-treatment. We verified that the GFP-positive cells were found scattered through the whole epileptic rats brain 45 days after the transplant, and they were mainly present in the cortical areas and the dentate gyrus of hippocampus. Some of these cells expressed an adult neuronal marker (NeuN) and glial cells (GFAP). Nevertheless, this was not observed in acute and chronic groups, GFP-positive cells in the brain of the control rats (non-epileptic). The quantitative analysis of the sectors from the brain of the epileptic rats group treated with BMCs demonstrated that the number of neurons did not differ significantly from the control group (non-epileptic) in two evaluated regions (CA1 and hilo). In the study of neuronal sprouting, the group of rats treated with BMCs presented approximately 78,6% less sprout than the rats from the non-treated group. In the electrophysiological study LTP induced by tetanic stimulation was obtained in (100%) of the hipocampal slices of nonepileptic control rats, in (100%) of the slices of epileptic rats treated with BMCs and in none of the slices from the epileptic rats treated with saline solution. Our data suggest that the transplant of cells from the bone marrow protects and/or prevents the progression of chronic epilepsy.

Esta tese foi desenvolvida para investigar os mecanismos envolvidos nos efeitos protetores do tratamento com lítio sobre a memória espacial de ratos submetidos a um modelo de estresse crônico variado, bem como verificar os efeitos destes tratamentos em alguns parâmetros relacionados com depressão. Foram utilizados ratos Wistar (Rattus norvegicus), divididos em 4 grupos experimentais: controles, controles tratados com lítio, estressados e estressados tratados com lítio. Observamos que em 21 dias de tratamentos com estresse e lítio não há alteração na memória espacial, e que aos 30 dias o tratamento com lítio induz um efeito facilitador sobre a memória. A partir disso, os tratamentos tiveram duração de quarenta dias, após os quais as medidas comportamentais e bioquímicas foram desenvolvidas. Observamos que o estresse diminui a atividade da enzima Na+, K+-ATPase em membranas sinápticas hipocampais, e este efeito é prevenido pelo tratamento com lítio, bem como revertido tanto pela interrupção do estresse quanto pelo tratamento pós-estresse com lítio. A interrupção do estresse por um período de trinta dias também reverte os seus efeitos sobre a memória, assim como o faz o tratamento pós-estresse com lítio. Estes dados indicam que o déficit cognitivo induzido pelo estresse crônico é mediado por alterações plásticas, e a similaridade temporal com os efeitos sobre a atividade da enzima Na+, K+-ATPase sugere que ela esteja envolvida no prejuízo observado na memória espacial. Também avaliamos os efeitos destes tratamentos sobre a transmissão glutamatérgica hipocampal, e observamos que o estresse aumenta a liberação basal de glutamato e diminui a captação deste neurotransmissor por fatias hipocampais. Este efeito pode induzir excitotoxicidade glutamatérgica e colaborar no agravamento de outros insultos, como o aumento na morte celular observado após a privação de oxigênio e glicose. Por sua vez, o lítio aumentou a captação de glutamato por sinaptossomas, o que pode ser uma ferramenta adicional na neuroproteção após diversos tipos de insulto. Também houve um aumento na liberação de glutamato após estímulo, e este efeito pode, por um lado, estar facilitando os mecanismos de plasticidade sináptica, por outro, ter contribuído para o aumento na morte celular observado após privação de oxigênio e glicose. Foram realizadas medidas de estresse oxidativo, onde o tratamento com lítio induziu um relativo efeito antioxidante, demonstrado pela diminuição na formação de espécies oxidantes no hipocampo e pelo aumento da reatividade antioxidante total em hipocampo e hipotálamo, bem como pelo aumento na atividade da superóxido dismutase (SOD) e da glutationa peroxidase (GPX) em hipotálamo e hipocampo, respectivamente. Contudo, este efeito antioxidante não foi eficiente na prevenção da peroxidação lipídica hipocampal provocada pelo estresse, e o aumento desproporcional na atividade da SOD em animais estressados e estressados + lítio é um possível causador da peroxidação dos lipídeos de membrana em hipocampo. Os tratamentos com estresse e lítio induziram aumento no consumo de alimentos doces, sem, contudo, alterar o consumo de ração padrão pelos animais. No entanto, somente animais tratados com lítio apresentaram aumento também no consumo de alimentos salgados, e o aumento no consumo de doces por este grupo foi muito mais acentuado do que nos animais estressados. Estes efeitos não parecem ser devidos a uma maior ansiedade, visto que não houve efeito ansiogênico dos tratamentos no labirinto em cruz elevado. Animais estressados não apresentaram a analgesia característica após exposição a um sabor doce agradável (leite condensado) na medida de latência de retirada da cauda; contudo, mostraram analgesia induzida por um sabor ácido e desagradável, o que caracteriza alguns dos efeitos clássicos da depressão. Já animais tratados com lítio apresentaram analgesia tanto após o sabor agradável quanto o aversivo, sugerindo uma maior sensibilidade a estímulos gustativos nestes animais, e o lítio preveniu a ausência de analgesia induzida por doce em animais estressados, o que pode ser tomado como um efeito antidepressivo deste tratamento. Por fim, observamos uma diminuição na atividade dopaminérgica ventro-estriatal de animais estressados, que pode estar envolvida na ausência de comportamento apetitivo condicionado por um estímulo palatável. Por outro lado, animais tratados com lítio apresentaram um aumento no tônus dopaminérgico, demonstrado pela aquisição de comportamento apetitivo e pela sensibilização cruzada com dietilpropiona, sem, contudo, apresentarem alteração no conteúdo total de dopamina no núcleo accumbens. Pode-se sugerir que o tratamento com lítio induza um aumento na liberação fásica de dopamina ou alteração em seus receptores, e estes efeitos podem estar envolvidos no aumentado interesse de animais tratados com lítio por alimentos novos / These studies were undertaken to investigate the mechanisms involved in the protective effects of lithium treatment on spatial memory of rats submitted to chronic variate stress paradigm, and to verify the effects of these treatments in some depression related parameters. Adult male Wistar rats (Rattus norvegicus) were divided into 4 groups: control, control treated with lithium, stressed and stressed treated with lithium. We observed that 21 days of stress and lithium treatments did not alter spatial memory, and that 30 days of lithium treatment had a facilitative effect on memory. From these results on, all treatments lasted 40 days, and after that behavioral and biochemical measurements were performed. We observed that stress decreases Na+, K+-ATPase activity in hippocampal synaptic membranes and this effect is prevented by lithium treatment, as well as it is reversed by stress interruption and post-stress lithium treatment. Thirty days of stress interruption also reversed its effects on spatial memory, as well as does a post-stress lithium treatment. These data suggest that the cognitive deficit induced by chronic stress is mediated by plastic alterations, and the parallelism between the effects on spatial memory and on Na+, K+-ATPase activity suggests that this enzyme may be involved in the spatial memory damage observed in stressed animals. We also evaluated the effects of stress and lithium on hippocampal glutamatergic transmission, and we observed that stress increases basal synaptosomal release and decreases glutamate uptake in slices of hippocampus. These effects may favor glutamatergic excitotoxicity and contribute to neuronal loss after other kinds of insults, as it was observed after oxygen and glucose deprivation. Lithium increased synaptosomal glutamate uptake, what can represent an additional tool in neuroprotection against several kinds of insults. Lithium also increased stimulated glutamate release, what can be benefic for neuronal plasticity but can also contribute to neuroendangerment after oxygen and glucose deprivation. We performed some oxidative stress measurements, and lithium treatment induced an antioxidant effect, evidenced by a decreased formation of oxidative agents in hippocampus and an increased on total antioxidant reactivity in hippocampus and hypothalamus, as well as an increased activity of superoxide dismuthase (SOD) and gluthathione peroxidase (GPx) in hippocampus and hypothalamus, respectively. However, this antioxidant effect was not enough to prevent the hippocampal lipid peroxidation induced by stress, and the disproportional increase on SOD activity in stressed and stressed + lithium is a possible mediator for the lipid peroxidation observed in this structure. Stress and lithium treatments induced an increased consumption of sweet foods, not altering standard chow consumption. However, just lithium-treated animals presented an increase in intake of savory foods, and their intake of sweet foods was notably higher than in stressed animals. These effects do not seem to be related to higher anxiety levels, since there was no anxiogenic effects of stress and lithium in the Plus Maze test. Stressed animals did not present sweet-induced analgesia, as evaluated by the tail-flick measurement, but they presented analgesia induced by an unpleasant flavor, characterizing some effects observed in depression. Conversely, lithiumtreated animals presented analgesia after pleasant and unpleasant tastes, suggesting an increased sensibility to gustative stimuli in these animals, and lithium prevented the absence of sweet-induced analgesia observed in stressed animals, what can be taken as an antidepressive effect of this treatment. Finally, we observed a decreased ventral-striatal dopaminergic activity in stressed animals that can be involved in the absence of a palatableconditioned appetitive behavior. On the other hand, lithium-treated animals presented an increased dopaminergic tonus, as showed by the acquired appetitive behavior and by the cross-sensitization with diethylpropione, without presenting any alteration in the total amount of dopamine in the nucleus accumbens. We can suggest that lithium treatment induces an increase on phasic dopamine release or an alteration in its receptors, and these effects can be involved in the increased interest of lithium-treated animals by new palatable foods.

Ingeniero Civil Industrial / El presente trabajo se desarrolla en un contexto de cambio de paradigma en el mercado energético. La penetración de las energías renovables y la evolución de las redes inteligentes hacen necesaria la modernización de los sistemas eléctricos. En este sentido, el almacenamiento de energía cumple un rol fundamental para entregar servicios que satisfagan las nuevas necesidades de los actores, abriendo paso a una serie de oportunidades de negocio. La estructura tarifaria chilena de suministro eléctrico hace interesante la posibilidad de administrar la curva de consumo de un cliente regulado para disminuir su demanda máxima leída en horas de punta, cargo que representa cerca 30% del total de las cuentas de electricidad. En base a esto, el objetivo de esta memoria es evaluar la rentabilidad económica de implementar un sistema de baterías para la administración de cargos por potencia en el mercado chileno. El proyecto consiste en la utilización de sistemas de almacenamiento mediante baterías que optimizan la curva de consumo de clientes perteneciente al segmento comercial o industrial, a través de la acumulación de energía desde la red durante periodos fuera de punta y la descarga de energía hacia la red durante periodos pertenecientes a las horas de punta , donde el precio de la potencia es mayor. De esta forma, se desarrolla una solución de ingeniería aplicada que optimiza el consumo eléctrico sin generar cambios en el comportamiento del cliente. Para estudiar la rentabilidad económica del proyecto tanto para el cliente como para una empresa dedicada a la comercialización de los sistemas de baterías y la entrega de servicios de optimización de cargos por potencia, se desarrolló una plataforma de cálculo que permite el dimensionamiento del sistema y la optimización de la operación en base a la maximización del valor del proyecto. Por un lado, se analiza un caso de estudios cuyos resultados indican que el proyecto es rentable para el cliente, con un VAN de MM$ 1,8, una TIR de 16% y recuperando la inversión a los 6,83 años. Por otro lado, se realiza una evaluación económica para la empresa comercializadora, la cual financia parte de la inversión de los proyectos y renta en base a los ahorros que genera el sistema. Los resultados para la empresa, sobre un horizonte de evaluación de 5 años y una tasa de descuento de 9,8%, indican un VAN de 103 MM$, una TIR de 15,5% y retorno de la inversión al quinto año. Si bien para la viabilidad económica del proyecto es necesario levantar un alto capital de trabajo de 263 MM$, las proyecciones de mercado, las caídas en los costos de los sistemas de baterías y las iniciativas de distintas instituciones para el desarrollo de estas tecnologías hacen que sea recomendable la ejecución del proyecto. El mercado del almacenamiento de energía aún no alcanza su madurez, especialmente en Sudamérica, y ser uno de los primeros entrantes del mercado puede significar una ventaja competitiva importante, adquiriendo el 𝑘�����𝑛�����𝑜�����𝑤����� ℎ𝑜�����𝑤����� del negocio para aprovechar de mejor forma las oportunidades disponibles y levantando barreras de entrada diferenciadoras que permitan generar un mayor valor para la empresa y para el cliente.

A epilepsia é uma condição crônica frequentemente acompanhada de perda celular e distúrbio cognitivo. Na maioria das vezes, é difícil saber o quanto isso se deve à patologia de base que provoca as crises epiléticas, as crises epilépticas por si ou seu tratamento com fármacos antiepilépticos, bem como o contexto sócio-cultural do paciente. Para investigar o efeito das células mononucleares da medula óssea (CMO) sobre a neuroplasticidade no sistema nervoso central, induzida pelo status epilepticus, provocado por lítio e pilocarpina, foram estudados ratos epilépticos e controles que receberam o transplante de (1x107 CMO/100μl ou o mesmo volume de solução salina, na veia da cauda), 90 min após SE (grupo agudo) ou 22 dias após SE (grupo crônico). Aqui mostramos que, no grupo agudo, ao compararmos os ratos controles com os transplantados, as CMO estavam presentes em (1-3, 5, 10 e 120 dias) após o transplante no cérebro epiléptico. Em 10 dias expressavam o marcador de microglia (CD11b), em 120 dias expressaram o marcador de neurônio jovem (doublecortina). Verificamos por vídeo-monitoração, (15-21dias) após o SE, que os ratos do grupo tratado com CMO não apresentaram crises espontâneas recorrentes (CER), e que, entre (120-127 dias) após SE, 20% dos ratos transplantados apresentaram CER. Observamos perda neuronal significativa nas três regiões hipocampais analisadas (CA1, CA3 e hilo do GD) no grupo epiléptico que recebeu o transplante de solução salina, sendo extremamente significativa na região de CA1 (em 10 dias); CA1, CA3 e no hilo do GD em (120 dias) após o SE. Entretanto, no grupo tratado com CMO, a perda neuronal foi menor nas regiões analisadas em 120 dias após SE. As medidas do volume hipocampal revelaram que não foram observadas diferenças significantes entre o grupo epiléptico tratado com CMO quando comparado com o grupo controle não epiléptico, tanto em 10 quanto em 120 dias após SE. O volume hipocampal entre os ratos epilépticos (não-tratado e tratado) apresentou diferença significativa em 120 dias após SE. No estudo da atividade elétrica em fatias hipocampais, ao compararmos os dados dos ratos epilépticos encontramos uma tendência a maior facilidade de se obter LTP no grupo tratado com CMO (80% das fatias) enquanto no grupo tratado com solução salina ocorreu indução em (30% das fatias) 10 dias após SE. Esta facilidade de indução foi maior em 120 dias após SE, onde a indução da LTP ocorreu em 100% das fatias do grupo epiléptico tratado com CMO e em nenhuma do grupo epiléptico tratado com solução salina. O desempenho dos ratos epilépticos de ambos os grupos experimentais foi prejudicada no teste de aprendizagem espacial do labirinto aquático. Embora que esta função foi menos afetada nos ratos epilépticos tratados com CMO do que os ratos não tratados. No grupo crônico, avaliamos por vídeo-monitoração o comportamento dos ratos epilépticos entre os dias 15-21 após SE, no dia 22 os ratos foram transplantados com CMO de dois diferentes doadores (1) ratos Wistar e (2) camundongos EGFP C57/bl6, ou solução salina e foram observados por mais 7 dias (1) e 14 dias (2). Verificou-se que independente do doador os ratos tiveram uma diminuição na freqüência das CER de aproximadamente 50% e de 53,5% [doadores (1) e (2), respectivamente], quando comparado o período pós com o pré-tratamento. Verificamos que as células GFP-positivas foram encontradas dispersas por todo o cérebro dos ratos epilépticos 45 dias após o transplante, e estavam presentes principalmente nas áreas corticais e no giro denteado do hipocampo. Algumas destas células expressaram o marcador de neurônio adulto (NeuN) e de células da glia (GFAP). No entanto, não foram observadas nos grupos agudo e crônico, células GFPpositivas no cérebro dos ratos controle (não epilépticos). A análise quantitativa de secções do cérebro de ratos do grupo epiléptico tratado com CMO mostrou que o número de neurônios não diferiu significativamente do grupo controle (não-epiléptico) nas duas regiões avaliadas (CA1 e hilo). No estudo do brotamento neuronal o grupo de ratos tratado com CMO apresentou aproximadamente 78,6% menos brotamento das fibras musgosas que os ratos epilépticos não tratados. No estudo eletrofisiológico a LTP induzida por estimulação tetânica foi obtida em (100%) das fatias hipocampais obtidas de ratos controles não-epilépticos, em (100%) das fatias de ratos epilépticos tratados com CMO e em nenhuma das fatias dos ratos epilépticos tratados com solução salina. Nossos dados sugerem que o transplante de células mononucleares da medula óssea protege e/ou previne a progressão da epilepsia crônica. / The epilepsy is a chronic condition frequently accompanied by cellular loss and cognitive disturbance. Most of the time, it is difficult to know how much this occurs due to the base pathology that provokes epileptic crises, the epileptic crises by themselves or their treatment with anti-epilepsy medications, as well as the patient’s social-cultural context. In order to investigate the effect of bone marrow mononuclear cells (BMCs) on the neuroplasticity in the central nervous system, induced by status epilepticus, provoked by lithium and pilocarpine, epileptic and control rats were studied and received a transplant of (1x107 BMC/100μl or the same volume of saline solution, in the vein of the tail), 90 min after SE (acute group) or 22 days after SE (chronic group). Here we have demonstrated that, in the acute group, when comparing the control rats to the transplanted ones, BMCs were presented in the epileptic brain (1-3, 5, 10 and 120 days) after the transplant. In 10 days they expressed the microglial marker (CD11b), in 120 days they expressed the young neuronal marker (doublecortin). We verified by video monitoring, (15-21 days) after SE, that the rats from the treated group with BMCs did not present spontaneous recurrent seizures (SRS), and that, between 120-127 days after SE, 20% of the transplanted animals presented SRS. We observed significant neuronal loss in the three analyzed hippocampus regions (CA1, CA3 and hilo of GD) in the epileptic group that received the transplant of saline solution, being extremely significant in the region of CA1 (in 10 days); CA1, CA3 and in hilo of GD in (120 days) after the SE. However, in the group treated with BMCs, the neuronal loss was smaller in the areas analyzed in (120 days) after SE. The measures of the hippocampus volume revealed significant differences not observed between the epileptic group treated with BMCs, when compared to the non-epileptic control group, as in 10 as in 120 days after SE. Nevertheless, the hippocampus volume between the epileptic rats (non-treated and treated) presented a significant difference in 120 days. In the study of electrical activity in hippocampal slices, by comparing the epileptic rats data, we found a tendency of a greater facility in obtaining LTP in the treated group with BMCs (80% of the slices) while in the treated group with a saline solution an induction in (30% of the slices) it occurred 10 days after SE. This facility of induction was higher in 120 days after SE, where the induction of LTP occurred in 100% of the slices in the epileptic group treated with BMCs and in none of the epileptic group treated with saline solution. In the spatial reference memory version of the water Maze test, the performance of both epileptic experimental groups was impaired. Although this function was less affected in epileptic rats treated with BMCs than in saline treated rats. In the chronic group, we evaluated the epileptic rats behavior through video monitoring between the days 15-21 after SE, in the day 22 the rats were transplanted with BMCs from two different donors (1) Wistar rats and (2) EGFP C57/bl6 Mice, or saline solution, and were observed for more 7 days (1) and 14 days (2). It was verified that regardless on the donor, the rats had a decrease in the frequency of SRS of approximately 50% and of 53,5% [donors (1) and (2), respectively], when comparing the pos-period with the pre-treatment. We verified that the GFP-positive cells were found scattered through the whole epileptic rats brain 45 days after the transplant, and they were mainly present in the cortical areas and the dentate gyrus of hippocampus. Some of these cells expressed an adult neuronal marker (NeuN) and glial cells (GFAP). Nevertheless, this was not observed in acute and chronic groups, GFP-positive cells in the brain of the control rats (non-epileptic). The quantitative analysis of the sectors from the brain of the epileptic rats group treated with BMCs demonstrated that the number of neurons did not differ significantly from the control group (non-epileptic) in two evaluated regions (CA1 and hilo). In the study of neuronal sprouting, the group of rats treated with BMCs presented approximately 78,6% less sprout than the rats from the non-treated group. In the electrophysiological study LTP induced by tetanic stimulation was obtained in (100%) of the hipocampal slices of nonepileptic control rats, in (100%) of the slices of epileptic rats treated with BMCs and in none of the slices from the epileptic rats treated with saline solution. Our data suggest that the transplant of cells from the bone marrow protects and/or prevents the progression of chronic epilepsy.

Esta tese foi desenvolvida para investigar os mecanismos envolvidos nos efeitos protetores do tratamento com lítio sobre a memória espacial de ratos submetidos a um modelo de estresse crônico variado, bem como verificar os efeitos destes tratamentos em alguns parâmetros relacionados com depressão. Foram utilizados ratos Wistar (Rattus norvegicus), divididos em 4 grupos experimentais: controles, controles tratados com lítio, estressados e estressados tratados com lítio. Observamos que em 21 dias de tratamentos com estresse e lítio não há alteração na memória espacial, e que aos 30 dias o tratamento com lítio induz um efeito facilitador sobre a memória. A partir disso, os tratamentos tiveram duração de quarenta dias, após os quais as medidas comportamentais e bioquímicas foram desenvolvidas. Observamos que o estresse diminui a atividade da enzima Na+, K+-ATPase em membranas sinápticas hipocampais, e este efeito é prevenido pelo tratamento com lítio, bem como revertido tanto pela interrupção do estresse quanto pelo tratamento pós-estresse com lítio. A interrupção do estresse por um período de trinta dias também reverte os seus efeitos sobre a memória, assim como o faz o tratamento pós-estresse com lítio. Estes dados indicam que o déficit cognitivo induzido pelo estresse crônico é mediado por alterações plásticas, e a similaridade temporal com os efeitos sobre a atividade da enzima Na+, K+-ATPase sugere que ela esteja envolvida no prejuízo observado na memória espacial. Também avaliamos os efeitos destes tratamentos sobre a transmissão glutamatérgica hipocampal, e observamos que o estresse aumenta a liberação basal de glutamato e diminui a captação deste neurotransmissor por fatias hipocampais. Este efeito pode induzir excitotoxicidade glutamatérgica e colaborar no agravamento de outros insultos, como o aumento na morte celular observado após a privação de oxigênio e glicose. Por sua vez, o lítio aumentou a captação de glutamato por sinaptossomas, o que pode ser uma ferramenta adicional na neuroproteção após diversos tipos de insulto. Também houve um aumento na liberação de glutamato após estímulo, e este efeito pode, por um lado, estar facilitando os mecanismos de plasticidade sináptica, por outro, ter contribuído para o aumento na morte celular observado após privação de oxigênio e glicose. Foram realizadas medidas de estresse oxidativo, onde o tratamento com lítio induziu um relativo efeito antioxidante, demonstrado pela diminuição na formação de espécies oxidantes no hipocampo e pelo aumento da reatividade antioxidante total em hipocampo e hipotálamo, bem como pelo aumento na atividade da superóxido dismutase (SOD) e da glutationa peroxidase (GPX) em hipotálamo e hipocampo, respectivamente. Contudo, este efeito antioxidante não foi eficiente na prevenção da peroxidação lipídica hipocampal provocada pelo estresse, e o aumento desproporcional na atividade da SOD em animais estressados e estressados + lítio é um possível causador da peroxidação dos lipídeos de membrana em hipocampo. Os tratamentos com estresse e lítio induziram aumento no consumo de alimentos doces, sem, contudo, alterar o consumo de ração padrão pelos animais. No entanto, somente animais tratados com lítio apresentaram aumento também no consumo de alimentos salgados, e o aumento no consumo de doces por este grupo foi muito mais acentuado do que nos animais estressados. Estes efeitos não parecem ser devidos a uma maior ansiedade, visto que não houve efeito ansiogênico dos tratamentos no labirinto em cruz elevado. Animais estressados não apresentaram a analgesia característica após exposição a um sabor doce agradável (leite condensado) na medida de latência de retirada da cauda; contudo, mostraram analgesia induzida por um sabor ácido e desagradável, o que caracteriza alguns dos efeitos clássicos da depressão. Já animais tratados com lítio apresentaram analgesia tanto após o sabor agradável quanto o aversivo, sugerindo uma maior sensibilidade a estímulos gustativos nestes animais, e o lítio preveniu a ausência de analgesia induzida por doce em animais estressados, o que pode ser tomado como um efeito antidepressivo deste tratamento. Por fim, observamos uma diminuição na atividade dopaminérgica ventro-estriatal de animais estressados, que pode estar envolvida na ausência de comportamento apetitivo condicionado por um estímulo palatável. Por outro lado, animais tratados com lítio apresentaram um aumento no tônus dopaminérgico, demonstrado pela aquisição de comportamento apetitivo e pela sensibilização cruzada com dietilpropiona, sem, contudo, apresentarem alteração no conteúdo total de dopamina no núcleo accumbens. Pode-se sugerir que o tratamento com lítio induza um aumento na liberação fásica de dopamina ou alteração em seus receptores, e estes efeitos podem estar envolvidos no aumentado interesse de animais tratados com lítio por alimentos novos / These studies were undertaken to investigate the mechanisms involved in the protective effects of lithium treatment on spatial memory of rats submitted to chronic variate stress paradigm, and to verify the effects of these treatments in some depression related parameters. Adult male Wistar rats (Rattus norvegicus) were divided into 4 groups: control, control treated with lithium, stressed and stressed treated with lithium. We observed that 21 days of stress and lithium treatments did not alter spatial memory, and that 30 days of lithium treatment had a facilitative effect on memory. From these results on, all treatments lasted 40 days, and after that behavioral and biochemical measurements were performed. We observed that stress decreases Na+, K+-ATPase activity in hippocampal synaptic membranes and this effect is prevented by lithium treatment, as well as it is reversed by stress interruption and post-stress lithium treatment. Thirty days of stress interruption also reversed its effects on spatial memory, as well as does a post-stress lithium treatment. These data suggest that the cognitive deficit induced by chronic stress is mediated by plastic alterations, and the parallelism between the effects on spatial memory and on Na+, K+-ATPase activity suggests that this enzyme may be involved in the spatial memory damage observed in stressed animals. We also evaluated the effects of stress and lithium on hippocampal glutamatergic transmission, and we observed that stress increases basal synaptosomal release and decreases glutamate uptake in slices of hippocampus. These effects may favor glutamatergic excitotoxicity and contribute to neuronal loss after other kinds of insults, as it was observed after oxygen and glucose deprivation. Lithium increased synaptosomal glutamate uptake, what can represent an additional tool in neuroprotection against several kinds of insults. Lithium also increased stimulated glutamate release, what can be benefic for neuronal plasticity but can also contribute to neuroendangerment after oxygen and glucose deprivation. We performed some oxidative stress measurements, and lithium treatment induced an antioxidant effect, evidenced by a decreased formation of oxidative agents in hippocampus and an increased on total antioxidant reactivity in hippocampus and hypothalamus, as well as an increased activity of superoxide dismuthase (SOD) and gluthathione peroxidase (GPx) in hippocampus and hypothalamus, respectively. However, this antioxidant effect was not enough to prevent the hippocampal lipid peroxidation induced by stress, and the disproportional increase on SOD activity in stressed and stressed + lithium is a possible mediator for the lipid peroxidation observed in this structure. Stress and lithium treatments induced an increased consumption of sweet foods, not altering standard chow consumption. However, just lithium-treated animals presented an increase in intake of savory foods, and their intake of sweet foods was notably higher than in stressed animals. These effects do not seem to be related to higher anxiety levels, since there was no anxiogenic effects of stress and lithium in the Plus Maze test. Stressed animals did not present sweet-induced analgesia, as evaluated by the tail-flick measurement, but they presented analgesia induced by an unpleasant flavor, characterizing some effects observed in depression. Conversely, lithiumtreated animals presented analgesia after pleasant and unpleasant tastes, suggesting an increased sensibility to gustative stimuli in these animals, and lithium prevented the absence of sweet-induced analgesia observed in stressed animals, what can be taken as an antidepressive effect of this treatment. Finally, we observed a decreased ventral-striatal dopaminergic activity in stressed animals that can be involved in the absence of a palatableconditioned appetitive behavior. On the other hand, lithium-treated animals presented an increased dopaminergic tonus, as showed by the acquired appetitive behavior and by the cross-sensitization with diethylpropione, without presenting any alteration in the total amount of dopamine in the nucleus accumbens. We can suggest that lithium treatment induces an increase on phasic dopamine release or an alteration in its receptors, and these effects can be involved in the increased interest of lithium-treated animals by new palatable foods.