Succinate is a dicarboxylic acid that accumulates due to succinate dehydrogenase inhibition. This dicarboxylic acid has a biphasic effect on neural activity in vitro that seems to be mediated by N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors. The NMDA receptor is distributed throughout the central nervous system and mediates synaptic plasticity-related events, such as learning and memory. Although it has been described that succinate modulates NMDA conductance, it is not known if this organic acid modulates learning and me mory. Therefore, in the present study we investigated whether the immediate post-training systemic or intrahippocampal administration of succinate affects the memory of fear conditioning in rats. In addition, we investigated whether the NMDA and β-adrenergic receptors are involved in the facilitatory effect of succinate on memory. Systemic (0,00005, 0,0005, 0,005, 0,05 and 0,5 mg/kg i.p) or bilateral intra-hippocampal (0.21 pmol i.h.) immediate post-training administration of succinate biphasically facilitated contextual fear conditioning and had no effect on conditioning to tone. Systemic or intra-hippocampal administrations of MK-801 (0,001 mg/kg i.p. or 0,21 pmol i.h. respectively), a noncompetitive NMDA receptor antagonist, at a dose that had no effect per se, reversed the facilitatory effect of succinate on contextual fear conditioning. The systemic administration of propranolol (10 mg/kg i.p.), a β-adrenergic antagonist, at a dose that had no effect per se, also reversed the facilitatory effect of succinate on contextual fear conditioning. The administration of succinate (0,005 mg/kg i.p.) immediately after training and 15 minutes before the test did not affect the performance of the animals on fear conditioning. These results suggest that the facilitatory effect of succinate on the memory of fear conditioning involves NMDA and β-adrenergic receptors. The results also indicate that the facilitatory effect of succinate on memory is not related to state-dependence / O sucinato é um intermediário do ciclo de Kreks e também da cadeia respiratória, mas que também parece ter funções não relacionadas ao metabolismo energético. De fato, este ácido dicarboxílico tem efeito bifásico sobre a atividade neural in vitro, que parece ser mediado pelo receptor glutamatérgico N-metil-D-aspartato (NMDA). O receptor NMDA está presente em todo o sistema nervo central (SNC) e os processos mediados por este receptor incluem plasticidade sináptica e formação de circuitos neurais. Embora tenha sido descrito que o sucinato modula a atividade neural in vitro, não se sabe se este ácido orgânico modula processos fisiológicos ligados ao receptor NMDA, como o aprendizado e memória. Consequentemente, neste estudo foi investigado o efeito da administração sistêmica e intrahipocampal de sucinato, MK-801 e propranolol sobre a consolidação da memória em ratos, utilizando a tarefa de medo condicionado clássico. Posteriormente se investigou se os efeitos do sucinato sobre a memória envolvem dependência de estado. O teste do medo condicionado consistiu na apresentação de estímulos pareados, condicionado (tom 2000 Hz 90 dB/10 s) e incondicionado (choque 0.6 mA/1 s). O estado de imobilidade do animal foi utilizado como um indicativo de memória nas sessões de avaliação de memória ao contexto e ao tom. A administração sistêmica de sucinato nas doses de 0,00005, 0,0005, 0,005, 0,05 e 0,5 mg/kg i.p. imediatamente após o treino melhorou a memória. Contudo, a dose de 5 mg/kg de sucinato não alterou a memória dos animais, caracterizando um efeito bifásico sobre a memória. Essa melhora da memória induzida por sucinato (0,005 mg/kg i.p.) foi revertido pela administração pós-treino de um antagonista do receptor NMDA, MK-801 (0,001 mg/kg i.p.) e pela administração imediatamente após o treino de um bloqueador adrenérgico, propranolol (10 mg/kg i.p.). A administração de sucinato (0,005 mg/kg i.p.) imediatamente após o treino e 15 minutos antes do teste não afetou a performance dos animais, não caracterizando dependência de estado. Nos experimentos que visaram identificar se a administração central de sucinato alterava a memória, os animais foram canulados bilateralmente no hipocampo e após a recuperação cirúrgica, recebiam injeções bilaterais imediatamente após o treino, de sucinato (0,21 pmol i.h.) que melhorou a memória. A administração imediatamente após o treino de MK- 801 (0,22 nmol i.h.) foi capaz de reverter esse efeito facilitador do sucinato sobre a memória. Estes resultados sugerem que o efeito facilitador da memória induzida pela administração de sucinato é mediado pelo receptor NMDA e envolve de alguma maneira o sistema adrenérgico

In this work, we examined the executive functions of the hippocampus at the behavioral level as a so-called behavioral separation in adult rats. We studied an impact of day-to-day alternation versus sequential learning (and the order of learning) of two spatial tasks (Morris Water Maze and Active Allothetic Place Avoidance) testing different hippocampal functions (experiment 1), or an impact of sequential versus alternating learning of one task (Active Allothetic Place Avoidance) in two different rooms (experiment 2), on performance. We found out that rats are able to learn both tasks as well as to discriminate between the two contexts regardless of the order or alternating of learning. Because such executive functions are impaired in human patients suffering from schizophrenia, we used this procedure also in the rat model of schizophrenia induced by acute intraperitoneal application of dizocilpine (MK-801), glutamate NMDA receptors antagonist, in the dose of 0.08 mg/kg. We failed to selectively disrupt the behavioral separation, however, we observed general learning deficit and hyperlocomotion regardless of the alternation in the Active Allothetic Place Avoidance task in these rats. The cognitive impairments in connection with learning after such low dose of MK-801 in this task have not yet been...

Monosialoganglioside (GM1) is a component of most cell membranes and is thought to play a role in development, recognition and cellular differentiation. Furthermore, GM1 is a neuroprotective agent that has been reported to scavenge free radicals generated during reperfusion and to protect receptors and enzymes from oxidative damage. In the present study we investigate the effect of GM1 on the catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GSH-Px) activities, on the spontaneous chemiluminescence and total radical-trapping potential (TRAP) in cortex of rats ex vivo and in vitro. Systemic GM1 administration (50 mg/kg, i.p.; twice) reduced spontaneous chemiluminescence and increased CAT activity ex vivo. On the other hand, GM1 (103-104 nM) reduced CAT activity in vitro. The other parameters were not affected by GM1 administration. These findings agree with the view that the antioxidant action of GM1 is not due to an intrinsic antioxidant activity of this glycolipid, but due to a secondary decrease of reactive species generation and/or increase of antioxidant defenses. Moreover, we evaluated whether GM1 could have a neuroprotective action on the experimental model of glutaric acidemia, an inherited metabolic disorder characterized by glutaric acid (GA) accumulation and neurological dysfunction, as striatal degeneration and convulsion. The systemic GM1 administration (50 mg/kg, i.p. twice) protected against the convulsions, oxidative damage markers increase (total protein carbonylation and thiobarbituric acid-reactive substances - TBARS) production and Na+,K+-ATPase activity inhibition induced by GA (4 mol/ 2 l) in striatum of rats. Furthermore, convulsive episodes induced by GA strongly correlated with Na+,K+-ATPase activity inhibition in the injected striatum, but not with oxidative stress marker measures. In addition, GM1 (50-200 M) protected against Na+,K+-ATPase inhibition induced by GA (6 mM), but not against oxidative damage in vitro. Intrastriatal administration of muscimol (46 pmol/striatum), a GABAA receptor agonist, but not glutamatergic receptor antagonists MK-801 (3 nmol/striatum) and DNQX (8 nmol/striatum), prevented GA-induced convulsions and inhibition of Na+,K+-ATPase activity. The protection of GM1 and muscimol against GA-induced seizures strongly correlated with Na+,K+-ATPase activity maintenance in the injected striatum with GA. Since GM1 and muscimol prevented neurotoxic effects induced by GA, we investigated the GM1 action after intrastriatal administration of pentylenetetrazole (PTZ), a GABAA receptor antagonist. GM1 treatment prevented seizures, Na+,K+-ATPase inhibition, and increase of TBARS and protein carbonyl induced by PTZ (1.8 mol/striatum) in the rats striatum. Furthermore, these data suggest that Na+,K+-ATPase and GABAA receptor-mediated mechanisms may play important roles in GA-induced seizures and in their prevention by GM1. / O monossialogangliosídeo (GM1) é um componente natural de membrana plasmática que está envolvido no crescimento, reconhecimento e diferenciação celular, além de proteger o SNC da ação dos radicais livres. No presente estudo investigou-se o efeito do GM1 sobre a atividade das enzimas antioxidantes catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD) e glutationa peroxidase (GPx), assim como na quimiluminescência e capacidade antioxidante total (TRAP) em córtex cerebral de ratos machos adultos ex vivo e in vitro. A administração sistêmica de GM1 (50 mg/kg, i.p.; duas doses: 24 horas e 30 minutos antes do sacrifício) reduziu a quimiluminescência e aumentou significativamente a atividade da CAT ex vivo. A adição de GM1 (103-104 nM) ao meio de incubação diminuiu a atividade da CAT in vitro. Estes resultados sugerem que o efeito neuroprotetor do GM1 não é devido à ação antioxidante intrínseca deste glicoesfingolipídeo, mas devido ao aumento secundário das defesas antioxidantes e/ou uma redução da geração de radicais livres. Além disso, avaliamos se o GM1 tinha efeito neuroprotetor em um modelo experimental da acidemia glutárica, um erro inato do metabolismo caracterizado pelo acúmulo tecidual de ácido glutárico (GA) e alterações neurológicas, como degeneração estriatal e convulsões. A administração de GM1 preveniu as convulsões, o aumento da produção dos marcadores do dano oxidativo (carbonilação protéica total e substâncias reativas do ácido tiobarbitúrico - TBARS) e a inibição da atividade da Na+,K+-ATPase induzidas pelo GA (4 mol/2 µl) em estriado de ratos. Além disso, os episódios convulsivos induzidos por GA apresentaram uma correlação significativa com a inibição da atividade da Na+,K+-ATPase no estriado injetado, mas não com os níveis dos marcadores do estresse oxidativo. A adição de GM1 (50 200  ao meio de incubação preveniu a inibição da Na+,K+-ATPase, mas não reduziu o dano oxidativo induzido por GA (6 mM) in vitro. A administração intraestriatal de muscimol (46 pmol/0,5 l), um agonista de receptor GABAA, mas não dos antagonistas de receptores glutamatérgicos, MK-801 (3 nmol/0,5 l) e DNQX (8 nmol/0,5 l), preveniu as convulsões e a inibição da atividade da Na+,K+-ATPase induzidas por GA. A proteção do GM1 e muscimol contra as convulsões induzidas por GA apresentou uma correlação significativa com a manutenção da atividade da Na+,K+-ATPase no estriado injetado com GA. Desde que o GM1 e o muscimol preveniram os efeitos neurotóxicos induzidos pelo GA, investigou-se a ação do GM1 após a administração intraestriatal de pentilenotetrazol (PTZ), um antagonista de receptores GABAA. O tratamento com GM1 preveniu as convulsões, o dano oxidativo e a inibição da atividade da Na+,K+-ATPase induzidas por PTZ (1,8 µmol/2 µl). Esses dados sugerem que a atividade da Na+,K+-ATPase e mecanismos mediados pela ativação de receptores GABAérgicos podem ser de grande importância para a atividade convulsiva induzida por GA, bem como nos mecanismos de neuroproteção induzidos pelo GM1.

Schizophrenia is a severe neuropsychiatric disorder characterized by positive, negative and cognitive symptoms with poor functional outcomes, placing an enormous burden on the individual, caregivers and society. Although deficits in cognition are an integral part of the disease and the best predictor of functional outcomes, there is as yet no established treatment addressing them. Avoidance of a hidden place on a continuously rotating arena (Carousel) requires cognitive control and is a rodent model of cognitive coordination of information from dissociated spatial frames, which is impaired in acute pharmacological and neurodevelopmental model of schizophrenia. Cognitive training on the Carousel during adolescence alleviates adult cognitive deficit in a neurodevelopmental model of schizophrenia and improves neural coordination (oscilations in the beta and gamma band), which is thought to be necessary for cognition. We examined if cognitive training during adolescence eliminates the deficit in neuronal coordination observed in adult rats after acute systemic NMDA receptor antagonist MK-801 (0.15 mg/kg). During adolescence, rats were either trained in spatial avoidance on Carousel or merely handled. As adults, rats received two 5-min exploration sessions in the same (A/A) or in two distinct...

Nos últimos anos, houve um aumento significativo no uso abusivo dos Esteróides Anabólicos Andrógenos (EAAs). Um dos efeitos comportamentais mais marcantes da administração crônica de EAAs como o Decanoato de Nandrolona (DN) é a indução do comportamento agressivo exacerbado. Atualmente o sistema glutamatérgico tem sido associado ao comportamento agressivo induzido pelos EAAs, principalmente no que se refere à modulação dos receptores N-Methyl-D-Aspartato NMDA (NMDAr). Nós investigamos os efeitos centrais e periféricos da administração do DN ao longo do tempo (4, 11 e 19 dias consecutivos de administração), e a participação de mecanismos glutamatérgicos. Para isso, camundongos CF-1 tratados com DN foram avaliados em relação ao comportamento agressivo pelo teste do intruso. Além disso, investigamos a captação de glutamato, o imunoconteúdo de GLT-1, os níveis de glutamato no líquido extracelular, e a participação dos NMDAr na manifestação do comportamento agressivo. O fenótipo agressivo foi evidenciado somente no longo tempo de exposição à DN (19 dias). Na mesma janela temporal que os animais apresentaram o fenótipo agressivo houve redução significativa de captação de glutamato em fatias cerebrais de córtex e hipocampo, como também a redução do imunoconteúdo do transportador astrocitário GLT-1 nas mesmas estruturas cerebrais. A administração de antagonistas de NMDAr como MK-801 e memantina antes do teste do intruso diminuiu o comportamento agressivo dos animais tratados cronicamente com DN a níveis iguais aos do grupo controle. Ainda, o comportamento agressivo induzido pela administração crônica de DN diminuiu a remoção do glutamato da fenda sináptica, culminando com o aumento do glutamato extracelular no SNC, o que resultou na hiperexcitabilidade dos NMDAr. Este trabalho enfatiza o papel da comunicação entre astrócitos e neurônios e a relevância da hiperstimulação de NMDAr na manifestação do comportamento agressivo. / Nandrolone decanoate (ND), an anabolic androgenic steroid (AAS), induces an aggressive phenotype by mechanisms involving glutamate-induced N-methyl-d-aspartate receptor (NMDAr) hyperexcitability. The astrocytic glutamate transporters remove excessive glutamate surrounding the synapse. However, the impact of supraphysiological doses of ND on glutamate transporters activity remains elusive. We investigated whether ND-induced aggressive behavior is correlated with GLT-1 activity, glutamate levels and abnormal NMDAr responses. Two-month-old untreated male mice (CF1, n=20) were tested for baseline aggressive behavior in the resident-intruder test. Another group of mice (n=188) was injected with ND (15mg/kg) or vehicle for 4, 11 and 19 days (short-, mid- and long-term endpoints, respectively) and was evaluated in the resident-intruder test. Each endpoint was assessed for GLT-1 expression and glutamate uptake activity in the frontoparietal cortex and hippocampal tissues. Only the long-term ND endpoint significantly decreased the latency to first attack and increased the number of attacks, which was associated with decreased GLT-1 expression and glutamate uptake activity in both brain areas. These alterations may affect extracellular glutamate levels and receptor excitability. Resident males were assessed for hippocampal glutamate levels via microdialysis both prior to, and following, the introduction of intruders. Long-term ND mice displayed significant increases in the microdialysate glutamate levels only after exposure to intruders. A single intraperitoneal dose of NMDAr antagonists, memantine or MK-801, shortly before the intruder test, decreased aggressive behavior. In summary, long-term ND-induced aggressive behavior is associated with decreased extracellular glutamate clearance and NMDAr hyperexcitability, emphasizing the role of this receptor in mediating aggression mechanisms.

Nos últimos anos, houve um aumento significativo no uso abusivo dos Esteróides Anabólicos Andrógenos (EAAs). Um dos efeitos comportamentais mais marcantes da administração crônica de EAAs como o Decanoato de Nandrolona (DN) é a indução do comportamento agressivo exacerbado. Atualmente o sistema glutamatérgico tem sido associado ao comportamento agressivo induzido pelos EAAs, principalmente no que se refere à modulação dos receptores N-Methyl-D-Aspartato NMDA (NMDAr). Nós investigamos os efeitos centrais e periféricos da administração do DN ao longo do tempo (4, 11 e 19 dias consecutivos de administração), e a participação de mecanismos glutamatérgicos. Para isso, camundongos CF-1 tratados com DN foram avaliados em relação ao comportamento agressivo pelo teste do intruso. Além disso, investigamos a captação de glutamato, o imunoconteúdo de GLT-1, os níveis de glutamato no líquido extracelular, e a participação dos NMDAr na manifestação do comportamento agressivo. O fenótipo agressivo foi evidenciado somente no longo tempo de exposição à DN (19 dias). Na mesma janela temporal que os animais apresentaram o fenótipo agressivo houve redução significativa de captação de glutamato em fatias cerebrais de córtex e hipocampo, como também a redução do imunoconteúdo do transportador astrocitário GLT-1 nas mesmas estruturas cerebrais. A administração de antagonistas de NMDAr como MK-801 e memantina antes do teste do intruso diminuiu o comportamento agressivo dos animais tratados cronicamente com DN a níveis iguais aos do grupo controle. Ainda, o comportamento agressivo induzido pela administração crônica de DN diminuiu a remoção do glutamato da fenda sináptica, culminando com o aumento do glutamato extracelular no SNC, o que resultou na hiperexcitabilidade dos NMDAr. Este trabalho enfatiza o papel da comunicação entre astrócitos e neurônios e a relevância da hiperstimulação de NMDAr na manifestação do comportamento agressivo. / Nandrolone decanoate (ND), an anabolic androgenic steroid (AAS), induces an aggressive phenotype by mechanisms involving glutamate-induced N-methyl-d-aspartate receptor (NMDAr) hyperexcitability. The astrocytic glutamate transporters remove excessive glutamate surrounding the synapse. However, the impact of supraphysiological doses of ND on glutamate transporters activity remains elusive. We investigated whether ND-induced aggressive behavior is correlated with GLT-1 activity, glutamate levels and abnormal NMDAr responses. Two-month-old untreated male mice (CF1, n=20) were tested for baseline aggressive behavior in the resident-intruder test. Another group of mice (n=188) was injected with ND (15mg/kg) or vehicle for 4, 11 and 19 days (short-, mid- and long-term endpoints, respectively) and was evaluated in the resident-intruder test. Each endpoint was assessed for GLT-1 expression and glutamate uptake activity in the frontoparietal cortex and hippocampal tissues. Only the long-term ND endpoint significantly decreased the latency to first attack and increased the number of attacks, which was associated with decreased GLT-1 expression and glutamate uptake activity in both brain areas. These alterations may affect extracellular glutamate levels and receptor excitability. Resident males were assessed for hippocampal glutamate levels via microdialysis both prior to, and following, the introduction of intruders. Long-term ND mice displayed significant increases in the microdialysate glutamate levels only after exposure to intruders. A single intraperitoneal dose of NMDAr antagonists, memantine or MK-801, shortly before the intruder test, decreased aggressive behavior. In summary, long-term ND-induced aggressive behavior is associated with decreased extracellular glutamate clearance and NMDAr hyperexcitability, emphasizing the role of this receptor in mediating aggression mechanisms.

Nos últimos anos, houve um aumento significativo no uso abusivo dos Esteróides Anabólicos Andrógenos (EAAs). Um dos efeitos comportamentais mais marcantes da administração crônica de EAAs como o Decanoato de Nandrolona (DN) é a indução do comportamento agressivo exacerbado. Atualmente o sistema glutamatérgico tem sido associado ao comportamento agressivo induzido pelos EAAs, principalmente no que se refere à modulação dos receptores N-Methyl-D-Aspartato NMDA (NMDAr). Nós investigamos os efeitos centrais e periféricos da administração do DN ao longo do tempo (4, 11 e 19 dias consecutivos de administração), e a participação de mecanismos glutamatérgicos. Para isso, camundongos CF-1 tratados com DN foram avaliados em relação ao comportamento agressivo pelo teste do intruso. Além disso, investigamos a captação de glutamato, o imunoconteúdo de GLT-1, os níveis de glutamato no líquido extracelular, e a participação dos NMDAr na manifestação do comportamento agressivo. O fenótipo agressivo foi evidenciado somente no longo tempo de exposição à DN (19 dias). Na mesma janela temporal que os animais apresentaram o fenótipo agressivo houve redução significativa de captação de glutamato em fatias cerebrais de córtex e hipocampo, como também a redução do imunoconteúdo do transportador astrocitário GLT-1 nas mesmas estruturas cerebrais. A administração de antagonistas de NMDAr como MK-801 e memantina antes do teste do intruso diminuiu o comportamento agressivo dos animais tratados cronicamente com DN a níveis iguais aos do grupo controle. Ainda, o comportamento agressivo induzido pela administração crônica de DN diminuiu a remoção do glutamato da fenda sináptica, culminando com o aumento do glutamato extracelular no SNC, o que resultou na hiperexcitabilidade dos NMDAr. Este trabalho enfatiza o papel da comunicação entre astrócitos e neurônios e a relevância da hiperstimulação de NMDAr na manifestação do comportamento agressivo. / Nandrolone decanoate (ND), an anabolic androgenic steroid (AAS), induces an aggressive phenotype by mechanisms involving glutamate-induced N-methyl-d-aspartate receptor (NMDAr) hyperexcitability. The astrocytic glutamate transporters remove excessive glutamate surrounding the synapse. However, the impact of supraphysiological doses of ND on glutamate transporters activity remains elusive. We investigated whether ND-induced aggressive behavior is correlated with GLT-1 activity, glutamate levels and abnormal NMDAr responses. Two-month-old untreated male mice (CF1, n=20) were tested for baseline aggressive behavior in the resident-intruder test. Another group of mice (n=188) was injected with ND (15mg/kg) or vehicle for 4, 11 and 19 days (short-, mid- and long-term endpoints, respectively) and was evaluated in the resident-intruder test. Each endpoint was assessed for GLT-1 expression and glutamate uptake activity in the frontoparietal cortex and hippocampal tissues. Only the long-term ND endpoint significantly decreased the latency to first attack and increased the number of attacks, which was associated with decreased GLT-1 expression and glutamate uptake activity in both brain areas. These alterations may affect extracellular glutamate levels and receptor excitability. Resident males were assessed for hippocampal glutamate levels via microdialysis both prior to, and following, the introduction of intruders. Long-term ND mice displayed significant increases in the microdialysate glutamate levels only after exposure to intruders. A single intraperitoneal dose of NMDAr antagonists, memantine or MK-801, shortly before the intruder test, decreased aggressive behavior. In summary, long-term ND-induced aggressive behavior is associated with decreased extracellular glutamate clearance and NMDAr hyperexcitability, emphasizing the role of this receptor in mediating aggression mechanisms.