O status epilepticus (SE) é caracterizado por uma crise epiléptica com duração maior que 30 minutos ou crises sucessivas nas quais os níveis de consciência do paciente não são recuperados entre elas. O SE, quando ocorrido durante a infância, pode induzir morte neuronal e levar a alterações comportamentais e cognitivas na idade adulta. O dano cerebral induzido pelo SE têm sido frequentemente relacionado à excitotoxicidade glutamatérgica, principalmente através da hiperestimulação de receptores do tipo NMDA (NMDAR), levando a um excessivo influxo de íons Ca+2 no neurônio, podendo causar morte celular. No presente estudo, investigamos os efeitos de antagonistas de NMDAR sobre a morte neuronal e as alterações comportamentais em animais submetidos ao modelo de SE induzido por LiCl-pilocarpina durante períodos iniciais do desenvolvimento cerebral. Ratos Wistar de 16 dias de vida (P16) receberam uma injeção de pilocarpina (60 mg/kg i.p.) 12-18 h após terem recebido LiCl (3 mEq/kg i.p.). Animais controle receberam salina 0,9%. Na primeira parte deste trabalho, nós investigamos o efeito do antagonista não competitivo e não seletivo de NMDAR, cetamina, administrado após o início das crises, sobre a morte neuronal e as alterações comportamentais induzidas pelo SE. Neste trabalho, observou-se que o SE induzido no início da vida leva a uma expressiva perda neuronal na região CA1 do hipocampo, na habenula, na amigdala e no tálamo 24 após a convulsão. O tratamento com cetamina foi capaz de interromper as convulsões, prevenindo, também, a neurodegeneração. Além disso, o SE induzido em P16 causou aumento nos níveis de ansiedade durante o período adulto, e a intervenção com cetamina foi capaz de reduzir o efeito ansiogênico do SE. Além disso, observou-se um efeito ansiogênico da administração de cetamina per se em animais que não foram submetidos ao SE. Na segunda parte deste estudo, após identificar que o bloqueio de NMDAR é capaz de prevenir os danos a curto e longo prazo induzidos pelo SE, investigamos qual o papel dos NMDAR contendo a subunidade GluN2B na neurodegeneração induzida pelo SE. Neste trabalho, observamos que, diferentemente do bloqueio dos NMDAR através do uso da cetamina, a administração dos antagonistas específicos de NMDAR contendo a subunidade GluN2B, CP-101606 (taxoprodil) e CI-1041 (besonprodil), não foi capaz de terminar as crises convulsivas do SE. No entanto foi eficaz na redução da mortalidade em comparação com os animais SE. Observou-se ainda que diferentemente da cetamina, o bloqueio de NMDAR contendo a subunidade GluN2B não foi capaz de reverter totalmente o dano cerebral induzido pelo SE. Animais que sofreram SE e receberam CI-1041 durante as convulsões apresentaram uma redução na neurodegeneração somente em algumas regiões como hipocampo e amígdala, indicando um efeito neuroprotetor deste composto. No entanto, animais que receberam CP-101606 durante o SE não apresentaram redução na degeneração neuronal nas regiões analisadas. Nossos resultados sugerem, portanto, que o sistema glutamatérgico é um alvo em potencial para o tratamento da neurodegeneração induzida por crises epilépticas prologadas, e que o antagonismo de NMDAR pode servir, pelo menos, como terapia farmacológica complementar em pacientes que sofrem SE durante a infância. Além disso, nossos dados sugerem existir o envolvimento de outras subunidades do NMDAR, além da GluN2B, no dano neuronal induzido pelo SE. / Status epilepticus (SE) is characterized as a prolonged seizure activity or repeated seizures lasting more than 30 min. For immature brains, SE is associated with cellular and behavioral alterations such as neuronal loss and behavioral impairment during adulthood. Brain damage induced by SE has frequently been related to glutamatergic excitotoxicity, mainly through NMDA receptors overstimulation (NMDAR), which can lead to neurodegeneration. In the present study, we investigated the effects of NMDAR antagonists on short- (neuronal death) and long-term (behavioral changes) alterations in animals subjected to SE early in life. Rat pups were injected with LiCl (3 mEq/kg i.p.) 12-18 h prior to pilocarpine (60 mg/kg i.p. - SE group) or saline (0.9%) administration on 16th postnatal day (P16). In the first part of this study, we administered the noncompetitive and non-selective NMDAR antagonist, ketamine, after SE onset to investigate the effect NMDAR blocking on neuronal death and behavioral changes induced SE. We observed that SE induced caused a significant neuronal loss in the CA1 region of the hippocampus, habenula, amygdala and thalamus 24 h after seizures. Treatment with ketamine was able to terminate seizures and to prevent neurodegeneration induced by SE. Moreover, young animal treated with LiCl-pilocarpine presented elevated levels of anxiety at adulthood. Treatment with ketamine prevented this ansiogenic effect of SE. In addition, administration of ketamine alone also induced an increase in anxiety levels in adulthood. In the second part of the study, we investigate the role of NMDAR-containing GluN2B subunit in the neurodegeneration induced by early-life SE. In this work, we found that blocking of NMDAR containing the GluN2B subunit by the compounds CP-101606 (taxoprodil) and CI-1041 (besonprodil) was unable to terminate seizures induced by SE, in contrast to that observed for ketamine treatment. However, treatment with antagonists of NMDAR-containing GluN2B subunit was effective in reducing mortality as compared to SE animals. CP-101606 and CI-1041 treatment were not able to completely reverse the brain damage induced by SE. Animals that were underwent SE and received CI-1041 during seizures presented a reduction in neurodegeneration in some regions such as the hippocampus and amygdala. However, animals that received CP-101606 during SE did not present a reduction in neuronal degeneration in all regions analyzed. Our results therefore suggest that glutamatergic system is a potential target for the treatment of SE, and that antagonism of NMDAR could be used at least as a complementary pharmacotherapy in patients suffering SE during childhood. Furthermore, our data suggest that there is involvement of other NMDAR subunits, beyond GluN2B, in neuronal damage induced by SE.

O acidente vascular encefálico (AVE), classificado conforme a etiologia do dano em isquêmico ou hemorrágico, apresenta-se como uma importante causa de mortalidade e redução da capacidade funcional em adultos de todo o mundo. Apesar de alguns estudos em humanos sugerirem um perfil de recuperação sensório-motora diferenciado entre os subtipos isquêmico e hemorrágico, estes dados não são conclusivos dada a heterogeneidade desses insultos. Dessa forma, o objetivo da presente tese foi estabelecer um desenho experimental comparativo entre AVE isquêmico e hemorrágico, reduzindo a heterogeneidade das lesões, para que, então, pudéssemos avaliar de forma mais objetiva o perfil comportamental de recuperação sensório-motora e a reatividade astroglial positiva para a proteína glial fibrilar ácida (GFAP) entre os mencionados subtipos etiológicos de AVE. Para tanto, 36 ratos Wistar adultos foram utilizados, sendo os mesmos subdivididos nos grupos Sham, Isquemia e Hemorragia cerebral. Os modelos de AVE isquêmico e hemorrágico foram induzidos por microinjeções estereotáxicas de endotelina-1 (ET-1) e colagenase do tipo IV-S, respectivamente. Essas injeções foram realizadas no córtex sensoriomotor e no estriado dorsolateral dos animais, tendo em vista que as mencionadas estruturas são comumente acometidas pelo AVE. Todos os grupos foram avaliados quanto à recuperação espontânea nos testes do campo aberto, cilindro e teste da escada horizontal, em diferentes tempos pós-cirúrgicos, ao longo de 30 dias. Avaliações histológicas e estereológicas foram utilizadas para estimar o volume e a extensão das lesões produzidas. Além disso, a técnica imunoistoquímica para a GFAP foi empregada com o intuito de avaliar a densidade astrocitária, densidade óptica regional e celular no tecido perilesional. Nossos resultados demonstram que ambos os subtipos de AVE experimental exibiram um perfil comparável de recuperação sensório-motora, de dano morfológico (volume e extensão das lesões) e de imunorreatividade à GFAP no tecido adjacente à lesão. No entanto, quanto à habilidade na marcha em longo prazo, os animais hemorrágicos demonstram uma sutil, mas significativa, melhora na recuperação quando comparados aos seus pares isquêmicos. Dessa forma, sugerimos que o proposto desenho experimental pode ser útil para reduzir a heterogeneidade do AVE, de modo a permitir um adequado estudo comparativo da neurobiologia da recuperação funcional e do remodelamento plástico pós-lesão. Além disso, os nossos resultados evidenciam pontuais diferenças no processo de recuperação funcional entre os subtipos isquêmico e hemorrágico, as quais parecem não se relacionar com a imunorreatividade à GFAP. / Stroke causes disability and mortality worldwide and is divided into ischemic and hemorrhagic subtypes. Although clinical trials suggest distinct recovery profiles for ischemic and hemorrhagic events, this is not conclusive due to stroke heterogeneity. The aim of this study was to produce similar brain damage, using experimental models of ischemic (IS) and hemorrhagic (HS) stroke and evaluate the motor spontaneous recovery profile and glial fibrillary acidic protein (GFAP) immunoreactivity. We used 36 Wistar rats divided into the following groups: Sham, ischemic stroke or hemorrhagic stroke. Brain ischemia or hemorrhage was induced by endotelin-1 (ET-1) and collagenase type IV-S (collagenase) microinjections, respectively. For both stroke subtypes, sensorimotor cortex and dorsolateral striatum were damaged. All groups were evaluated in the open field, cylinder and ladder walk behavioral tests at distinct time points as from baseline to 30 days post-surgery (30 PS). Histological and morphometric analyses were used to assess the volume of lost tissue and lesion length. GFAP immunoreactivity was assessed by estimation of astrocytic density plus cellular and regional optical density measures. Present results reveal that both forms of experimental stroke had a comparable long-term pattern of damage, since no differences were found in volume of tissue lost or lesion size 30 days after surgery. However, behavioral data showed that hemorrhagic rats were less impaired at skilled walking than ischemic in a long-term analysis. In addition, both forms of experimental stroke had a comparable long-term pattern of glial fibrillary acidic protein immunoreactivity for analyzed structures, including astrocytic density, cellular and regional optical density. We suggest that experimentally comparable stroke design is useful because it reduces heterogeneity and facilitates the assessment of neurobiological differences related to stroke subtypes. Also, spontaneous skilled walking recovery differs between experimental ischemic and hemorrhagic insults; behavioral differences probably are not related to GFAP immunoreactivity. Thus, behavioral and neuroplastic recovery differences after stoke subtypes is a matter that may needs more attention in basic and translational stroke research.

A hipoperfusão cerebral crônica (HCC) é um importante fator de risco para o declínio cognitivo e outras disfunções cerebrais, tais como Doença de Alzheimer e Demência Vascular. O objetivo deste estudo foi investigar o efeito neuroprotetor do Resveratrol (RSV), avaliando parâmetros comportamentais, bioquímicos e morfológicos, em um modelo experimental de Demência Vascular. Ratos Wistar adultos foram submetidos ao modelo modificado da HCC através da oclusão permanente de 2 vasos (2VO) e tratamento diário, iniciado uma hora após oclusão permanente dos vasos, com injeções intraperitoneais (20 mg/kg) de RSV durante 7 dias. Os testes comportamentais foram realizados entre o 35° e 45° dias após a cirurgia - 2VO, através da tarefa do labirinto aquático de Morris, na qual os animais foram avaliados quanto ao desempenho da memória espacial. Ao final dos testes comportamentais, um grupo dos animais foi perfundido transcardiacamente para análise histológica, outro grupo foi submetido à eutanásia em 3 tempos (3, 14 e 45 dias após a lesão isquêmica) para avaliação da expressão de NGF (fator de crescimento do nervo). Os resultados demonstraram que o tratamento com RSV atenuou significativamente a morte das células piramidais na região CA1 do hipocampo e preveniu o déficit da memória espacial. O aumento da expressão de NGF foi evidenciado no 3° dia após indução da HCC em todos os animais isquêmicos e no 45° dia após indução da HCC nos animais tratados com RSV. Com base nesses dados, hipotetizamos que o aumento, em longo prazo, na expressão de NGF no hipocampo após a HCC pode caracterizar uma das vias envolvidas nos mecanismos neuroprotetores do RSV. / Chronic cerebral hypoperfusion (CCH) is an important risk factor for cognitive decline and other brain dysfunctions, such as Alzheimer’s Disease and Vascular Dementia. The aim of the present study was to investigate the neuroprotective effect of Resveratrol (RSV) on behavioral, biochemical and morphological parameters in an experimental model of Vascular Dementia. Adult Wistar rats were submitted to the CCH modified model by means of permanent 2-vessel occlusion (2VO) and daily treatment, initiated one hour after permanent vessel occlusion, with intraperitoneal injections (20 mg/kg) of RSV for 7 days. Behavioral testing was performed between the 35th and the 45th day after 2VO surgery in the Morris Water Maze task, allowing for the evaluation of spatial memory function. At the end of the behavioral assessment, half of the animals were transcardially perfused for histological analysis and the remaining were euthanized in 3 times (3. 14 and 45 days after ischemic injury) for NGF expression evaluation (neural growth factor). Results demonstrate that the treatment with RSV significantly attenuated pyramidal cell death in CA1 hippocampal field and prevented spatial memory impairment. The increase of NGF expression was evidenced on the 3rd day after CCH induction in all ischemic animals and on the 45th day after CCH induction in animals treated with RSV. On the basis of these data, we hypothesize that the long term increase in NGF expression in the hippocampus after CCH may characterize one pathway involved in the neuroprotective mechanisms of RSV.

A sepse é um conjunto complexo de interações moleculares e celulares mediado pela estimulação de receptores celulares envolvidos na inflamação. O controle desta rede de sinalização é compensado pela resposta pró- e antiinflamatória do organismo. Os desequilíbrios inflamatórios induzidos alteram o estado fisiológico de diversos órgãos. No cérebro, observam-se diversas modificações que envolvem desde o aumento na permeabilidade da barreira hematoencefálica (BHE), morte de células neurais por apoptose ou necrose, redução do fluxo sanguíneo e aumento do estresse oxidativo, resultando no desenvolvimento do delirium associado à sepse. O delirium associado à sepse é um conjunto de disfunções neurológicas induzidas por uma resposta inflamatória sistêmica. Assim, é possível que diferentes mecanismos compensatórios estejam envolvidos durante a sepse. Este estudo objetivou analisar a influência do modelo de ligação cecal e punção (CLP), na excreção de ligantes do receptor para produtos finais de glicação avançada (RAGE) e as modificações ocasionadas no cérebro pela inflamação sistêmica decorrente da sepse. Nossos resultados demonstraram que os níveis séricos de TNF-α aumentaram após a indução da CLP, confirmando o estado inflamatório dos animais CLP, ocorrendo um aumento nos níveis de proteínas carboniladas, HSP70 e HMGB-1 no soro desses animais, indicando um aumento de estresse oxidativo nesses animais e liberação de proteínas associadas a manutenção e estabilização intracelular. Entretanto, encontramos uma redução no imunoconteúdo de destas proteínas no hipocampo e córtex, possivelmente por aumento nos níveis de necrose/lise celular ou por eliminação durante o período de disrupção da BHE. Assim, concluímos que durante a sepse ocorre uma aumento expressivo nos níveis séricos de proteínas associadas a resposta inflamatória crônica, além de alterações nos níveis destas proteínas relacionadas a proteção intracelular no hipocampo e córtex, que pode ter relação com as alterações observadas em pacientes e modelos animais. / Sepsis is a complex whole of molecular and cellular interactions mediated stimulation of cellular receptors involved in inflammation. The control of this system is compensated by pro and anti-inflammatory response in organism. The imbalance induced inflammatory alters the physiological state of different organs. In the brain, there are various modifications that involve from the increase in permeability of the blood-brain barrier (BBB), neural cell death by apoptosis or necrosis, reduced blood flow and increased oxidative stress, resulting in the development of sepsis-associated delirium. Sepsis-associated delirium is a whole of neurological dysfunctions induced a systemic inflammatory response. Thus, it is possible that different compensatory mechanisms are involved during sepsis. The aim of the study was to analyze the influence of the model cecal ligation and puncture (CLP), in the excretion of agonists for receptor advanced glycation end products (RAGE) and alterations in the brain caused by systemic inflammation caused by sepsis. Our results showed that serum levels of TNF-α increased after the induction of CLP, confirming the inflammatory status of CLP animals, which results in increased levels of carbonylated proteins, HSP70 and HMGB-1 in the serum of these animals, indicating an increase of stress oxidative these animals and release of proteins associated with maintaining and stabilizing intracellular. However, happened a reduction in immunocontent these proteins in the hippocampus and cortex, possibly by increased levels of necrosis/lysis cell or by removal during the period of disruption of the BBB. Therefore, concluded that during sepsis occurs a significant increase in serum proteins associated with chronic inflammatory response and changes in levels of proteins related to intracellular protection in the hippocampus and cortex, which may be related to the changes observed in patients and models animals.

As lesões de nervos periféricos são comuns, resultando em comprometimento motor, sensorial e autonômico. Nas lesões em que ocorre grande perda de tecido neural, a reparação através de sutura primária não é permitida, sendo a auto-enxertia de nervo o tratamento de escolha. A utilização de um enxerto venoso autólogo utilizado como tubo condutor entre os cotos nervosos lesados preenchidos com substâncias que estimulem a regeneração nervosa apresenta-se como uma técnica alternativa. O Plasma Rico em Plaquetas é um produto derivado do sangue autógeno por processo laboratorial, rico em fatores de crescimento originados dos grânulos α- plaquetários. O objetivo deste trabalho experimental foi estudar a influência do Plasma Rico em Plaquetas na regeneração do nervo periférico seccionado e reparado com veia ao avesso, comparado ao uso da veia ao avesso vazia e à sutura direta das extremidades nervosas. A avaliação foi obtida com a interposição de veia jugular externa ao avesso vazia (Grupo 3) e preenchida com plasma rico em plaquetas (Grupo 4) em defeitos de 10 mm de nervo ciático de ratos Wistar, comparados à sutura direta (Grupo 2) das extremidades seccionadas, utilizando técnica histológica para identificação da coaptação ou não dos cotos nervosos. Os grupos 2 e 4 apresentaram coaptação dos cotos nervosos, concluindo-se que a veia ao avesso preenchida como Plasma Rico em Plaquetas é uma alternativa vantajosa no tratamento de lesões nervosas periféricas. / The peripheral nerve injuries are common, resulting in motor, sensorial and autonomic impairment. In lesions occurring heavy loss of neural tissue, repair by primary suture is not allowed, being the nerve autograft treatment the choice. The use of autologous vein grafts used as a conductor pipe between injured nerve stumps filled with substances stimulating nerve regeneration is presented as an alternative technique. The platelet rich plasma is an autologous blood product for the laboratorial process, rich in growth factors originated from α-granules of platelet. The aim of this study was to study the influence of platelet rich plasma in the regeneration of peripheral nerve transected and repaired with an inside-out vein, compared to the utilization of inside-out empty vein and the direct suture of the nerve endings. The evaluation was performed by interposing a jugular inside out empty vein (Group 3) filled with platelet-rich plasma (Group 4)in 10-mm defects in a sciatic nerve of rats, in comparison to the direct suture (Group 2) of divided ends, using histological technique for the identification of coaptation of nerve stumps or not. Groups 2 and 4 showed coaptation of the nerve stumps, being concluded that the inside-out vein completed as platelet rich plasma is an attractive alternative for the treatment of peripheral nerve injuries.

A homocistinúria clássica é um erro inato do metabolismo, bioquimicamente caracterizado pela deficiência da enzima cistationina β-sintase, o que promove um bloqueio na via de transulfuração da homocisteína e, consequente acúmulo tecidual desse aminoácido. Clinicamente, os pacientes apresentam retardo mental, déficit cognitivo, crises convulsivas, alterações vasculares, esqueléticas, oculares, hepáticas, e pulmonares, cuja fisiopatologia não está totalmente elucidada. O objetivo geral da presente tese foi avaliar o efeito da hiper-homocisteinemia severa sobre parâmetros inflamatórios (citocinas, quimiocinas, óxido nítrico, proteínas de fase aguda e contagem diferencial de leucócitos) e outros parâmetros relacionados, tais como o sistema da coagulação, o estresse oxidativo e, as vias de sinalização da Akt e GSK-3β no cérebro e/ou sangue de ratos. Além disso, investigamos o efeito do estresse oxidativo em pulmão de ratos submetidos à hiper-homocisteinemia severa. A hiperhomocisteinemia aguda aumentou as citocinas pró-inflamatórias (TNF-α, IL-1β e IL-6), a quimiocina CCL2 (MCP-1) e os níveis de nitritos no hipocampo e no córtex cerebral de ratos. Os níveis de TNF-α e IL-6 também aumentaram no soro de ratos submetidos à administração aguda de homocísteina. A percentagem de neutrófilos e monócitos aumentou no sangue após a administração aguda de homocisteína; entretanto, não observamos alterações nos níveis das proteínas de fase aguda (PCR e α1- glicoproteína ácida). A hiper-homocisteinemia crônica severa também aumentou as citocinas pró-inflamatórias (TNF-α, IL-1β e IL-6), a quimiocina CCL2 (MCP-1) e os níveis de prostaglandina E2 no hipocampo e/ou soro de ratos. Os níveis de nitritos aumentaram no hipocampo, mas verificamos uma diminuição em seus níveis no soro após a hiper-homocisteinemia crônica. O imunoconteúdo citoplasmático e nuclear da subunidade p65 do NF-κB e a atividade da acetilcolinesterase aumentaram no hipocampo de ratos submetidos à hiper-homocisteinemia crônica. Demonstramos também que a hiper-homocisteinemia aguda severa aumentou a contagem de plaquetas no sangue e os níveis de fibrinogênio no plasma. O tempo de protrombina, tempo de tromboplastina parcial ativada e os níveis de nitritos no plasma diminuíram após a administração aguda de homocisteína. Mostramos que a hiperhomocisteinemia aguda severa aumentou as espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico, um índice de peroxidação lipídica e, diminuiu a atividade das enzimas antioxidantes, superóxido dismutase e glutationa peroxidase e aumentou a atividade da enzima catalase em eritrócitos de ratos. Em relação ao envolvimento das vias de sinalização, demonstramos que a hiper-homocisteinemia aguda severa aumentou a fosforilação da Akt, o imunoconteúdo citoplasmático e nuclear da subunidade p65 do NF-κB e a fosforilação da proteína Tau, mas reduziu a fosforilação da GSK-3β após a administração aguda de homocisteína. Por outro lado, a hiper-homocisteinemia crônica severa não alterou a fosforilação da Akt e GSK-3β após a administração crônica desse aminoácido. Além disso, demonstramos que a hiper-homocisteinemia crônica severa aumentou a peroxidação lipídica e, reduziu as defesas antioxidantes enzimáticas e não-enzimáticas em pulmão de ratos. Em resumo, nossos resultados demonstram que a inflamação, a hipercoagulabilidade e o estresse oxidativo podem ocorrer após a hiper-homocisteinemia severa, o que pode estar associado, pelo menos em parte, com as alterações cerebrais e cardiovasculares, bem como no tromboembolismo pulmonar que estão presentes em alguns pacientes homocistinúricos. / Classical homocystinuria, an inborn error of metabolism, is biochemically characterized by cystathionine -synthase deficiency and homocysteine tissue accumulation. Mental retardation, cognitive deficiency, seizures, vascular, skeletal, ocular, hepatic and pulmonary complications are common symptoms in homocystinuric patients. However, the mechanisms underlying these alterations are not fully understood. The main objective of this doctoral thesis was to investigate the effect of severe hyperhomocysteinemia on inflammatory parameters (cytokines, chemokines, nitric oxide, acute phase-proteins and a differential count of leukocytes) and other related parameters, such as the coagulation system, oxidative stress as well as the involvement of the Akt and GSK-3β pathway in the brain and/or blood of rats. In addition, we investigated the effect of oxidative stress in the lungs of rats submitted to severe hyperhomocysteinemia. Acute hyperhomocysteinemia increased proinflammatory cytokines (TNF-α, IL-1β and IL-6), chemokine CCL2 (MCP-1) and nitrite levels in hippocampus and cerebral cortex of rats. TNF-α and IL-6 levels also increased in serum of rats subjected to acute homocysteine administration. The percentage of neutrophils and monocytes increased in blood after acute homocysteine administration, but acute phase-proteins (CRP and α1-acid glycoprotein) were not altered by homocysteine administration. In addition, we showed that chronic hyperhomocysteinemia increased pro-inflammatory cytokines (TNF-α, IL-1β and IL-6), chemokine CCL2 (MCP-1) and prostaglandin E2 levels in the hippocampus and/or serum of rats. Nitrite levels increased in the hippocampus, but decreased in the serum after chronic homocysteine administration. The immunocontent of cytosolic and nuclear NF-κB/p65 subunit and the acetylcholinesterase activity were increased in the hippocampus of rats subjected to chronic hyperhomocysteinemia. Next, we demonstrated that acute hyperhomocysteinemia increased the platelet counts in the blood and plasma fibrinogen levels of rats. Prothrombin time, activated partial thromboplastin time, and nitrite levels decreased in plasma after acute hyperhomocysteinemia. Additionally, we showed that acute hyperhomocysteinemia increased thiobarbituric acid-reactive, an index of lipid peroxidation, and decreased the superoxide dismutase and gluthatione peroxidase activity and also increased the catalase activity in erythrocytes of rats. Moreover, acute hyperhomocysteinemia increases Akt phosphorylation, cytosolic and nuclear immunocontent of NF-κβ/p65 subunit and Tau protein phosphorylation, but reduces GSK-3β phosphorylation after acute homocysteine administration. On the other hand, chronic hyperhomocysteinemia did not alter Akt and GSK-3β phosphorylation after the chronic administration of this amino acid. We also showed that chronic hyperhomocysteinemia increased lipid peroxidation, and disrupted antioxidant defenses (enzymatic and non-enzymatic) in the lungs of rats. In summary, our findings showed that inflammation, hypercoagulability and oxidative stress can occur after severe hyperhomocysteinemia, possibly in association, at least in part, with cerebral and cardiovascular dysfunction, as well as pulmonary thromboembolism complications observed in some homocystinuric patients.

Muitos trabalhos têm demonstrado que a deficiência cerebral de insulina ou um estado de resistência cerebral a esta são parte da fisiopatogenia da Doença de Alzheimer (DA). A estreptozotocina é uma substância que vem sendo utilizada, por administração intracerebroventricular, para produzir um modelo de doença de Alzheimer esporádica com características neuroquímicas e fisiopatológicas semelhantes à DA em roedores através da dessenbililização dos receptores de insulina, especialmente em hipocampo e córtex cerebral. Dessa forma, este trabalho tem como principal objetivo, avaliar as alterações neurogliais em hipocampo de ratos expostos à estreptozotocina intracerebroventricular, bem como o efeito de estratégias terapêuticas, através da medida da secreção da proteína S100B, medida de GFAP, GSH, GS, captação de glutamato, estresse oxidativo e nitrosativo e análise comportamental. Como resultado, encontramos declínio cognitivo, estresse oxidativo e nitrosativo e alterações astrocíticas hipocampais, especialmente relacionadas ao metabolismo do glutamato, à defesa antioxidante e à secreção da proteína S100B, a qual pode atuar tanto na sinalização neurônio-astrócito, em condições fisiológicas e patológicas, quanto em diversas doenças neurodegenerativas, incluindo a Doença de Alzheimer. Ainda, observou-se o efeito neuroprotetor do composto anti-glicação aminoguanidina, bem como do exercício físico em esteira sobre os animais expostos à estreptozotocina intracerebroventricular. Ambos mostraram-se eficazes na recuperação do déficit cognitivo causado pelo modelo, bem como das alterações astrocíticas e do estresse oxidativo/nitrosativo. Além disso, mostrou-se que a aminoguanidina e a corrida em esteira são importantes estratégias antioxidantes, podendo servir de agentes potenciais na busca de alternativas para o tratamento de doenças tão incapacitantes e incidentes como a Doença de Alzheimer. Por fim, este trabalho confirma o comprometimento cognitivo e o estresse oxidativo presentes no modelo, os quais se somam às alterações funcionais encontradas nos astrócitos. Tais alterações também estão presentes na DA, apontando a interação neuroglial como um importante alvo de estudo na doença e na busca por alternativas terapêuticas. / Many studies have been shown that a brain´s insulin deficiency and/or a resistance state participate of the pathogenesis of Alzheimer's disease (AD). Streptozotocin is a drug that has been used via intracerebroventricular to produce a model of dementia in rodents with neurochemical and morphological characteristics similar to DA by desensitization of insulin receptors, especially in the hippocampus and cerebral cortex. In this way, the main aim of the present study is to investigate the neuroglial changes in hippocampus of rats submitted to intracerebroventricular streptozotocin, as well as therapeutic strategies by measuring secretion of S100B, content of GFAP, GSH and GS, glutamate uptake, oxidative and nitrosative stress as well behavioral analysis. The results show cognitive decline, oxidative/nitrosative stress and hippocampal astrocytic changes, particularly related to glutamate metabolism, antioxidant defense and secretion of S100B protein, which can act in the astrocyte-neuron signaling over physiological and several pathological disorders, including Alzheimer's disease. Besides, it was observed the neuroprotective effect of the anti-glycation compound aminoguanidine, as well as treadmill running on intracerebroventricular streptozotocin treated animals. Both were effective in the recovery of cognitive deficit caused by the model, as well as the astrocytic changes and oxidative/nitrosative stress. Moreover, it was shown that aminoguanidine and treadmill running are important antioxidant strategies, being potential agents in the search for alternatives to the treatment of debilitating and incidents disorders such as Alzheimer's disease. Finally, this study confirms the cognitive impairment and oxidative stress of this model, associated to the alterations in the functioning of astrocytes. Such changes are also present in AD, pointed to the neuroglial interaction as an important target of study in this condition and in the search for alternative therapies.

Resumo não disponível.

O objetivo desta tese foi avaliar o efeito de distintos eventos agressivos, pertinentes ao contexto fisiopatológico da Paralisia Cerebral, na gênese de um modelo animal capaz de reproduzir as alterações anatômicas, bioquímicas e funcionais a fim de que se obtenha um fenótipo comportamental e neuropatológico mais semelhante à doença. Para isso, foram realizados três experimentos. No primeiro, foram examinados os efeitos de baixas doses da endotoxina bacteriana (lipopolissacarídeo, LPS), associada ou não com a anóxia perinatal (AP), nos parâmetros inflamatórios e de estresse oxidativo no córtex cerebral de filhotes de ratos Wistar machos recém nascidos. Foram avaliadas os níveis de TNF-α, IL-1, IL-4, SOD, CAT e DCF. Outros animais foram submetidos à avaliação dos marcos do desenvolvimento do dia 1º ao 21º dia de vida (P1 - P21). O comportamento motor também foi avaliado no P29 utilizando-se o campo aberto e o Rotarod. O LPS e a AP sozinhos obtiveram impactos diferentes na atividade de SOD e nos níveis de IL-1, TNF-α e radicais livres acompanhados com leve impacto no desenvolvimento e desempenho motor. Quando o LPS e a AP foram combinados, as mudanças nos parâmetros inflamatórios e de estresse oxidativo foram maiores. Adicionalmente, na combinação dos eventos, maiores limitações no desenvolvimento motor e na coordenação foram observadas. No segundo e terceiro experimentos, investigamos parâmetros de plasticidade morfológica na medula espinal de ratos submetidos à restrição sensório-motora (RS), associada ou não à estimulação locomotora. Ratos Wistar machos foram expostos à RS do P2 ao P28. Ratos controle e experimentais foram submetidos ao treinamento de estimulação locomotora em esteira com duração de três semanas (do P31 até P52). Foram determinadas a área de secção transversal (AST) de motoneurônios ao nível da lombar (L5), assim como de fibras nervosas mielinizadas do nervo isquiático (segundo experimento). Também, foram avaliadas a imunorreatividade à sinaptofisina e à caspase-3 no corno ventral da medula espinal (L5; terceiro experimento). Após a RS, a área média do soma dos motoneurônios foi reduzida, acompanhada pela redução da AST média das fibras nervosas do nervo isquiático. Adicionalmente, houve redução na imunorreatividade à sinaptofisina, associada a um aumento na expressão de caspase-3. Essas alterações foram revertidas, alcançando níveis do grupo controle, quando os animais submetidos à RS foram expostos à estimulação locomotora. Nossos resultados sugerem que, em ratos, infecções/inflamação, asfixia perinatal e a inatividade no início da vida pós-natal podem criar substratos para reproduzir um fenótipo clínico relevante e similar aos observados na PC. / The aim of this thesis was to evaluate the effect of different aggressive events, relevant to pathophysiological context involved in Cerebral Palsy (CP), in the genesis of an animal model able to reproduce the anatomical, biochemical and functional alterations in order to obtain a behavioral and neuropathological phenotype more similar to CP. For this, we made three experiments. In the first one, the effects of maternal exposure to low doses of bacterial endotoxin (lipopolysaccharide, LPS) associated or not with perinatal anoxia (PA) on oxidative stress and inflammatory parameters which were examined in cerebral cortices of newborns Wistar male pups. Concentrations of TNF-α, IL-1, IL-4, SOD, CAT and DCF were measured. Other newborn rats were assessed for neonatal developmental milestones from day 1 to 21 (P1 – P21). Motor behavior was also tested at P29 using openfield and Rotarod. LPS and PA alone had different impacts on SOD activity and IL-1, TNF- α and free radicals levels accompanied with slight impact on development and motor performance. When LPS and PA were combined, changes in inflammatory and oxidative stress parameters were greater. In addition, greater motor development and coordination impairments were observed. In the second and third experiments, we investigated morphologic parameters of spinal cord plasticity in rats that undergone through sensorimotor restriction (SR), associated or not to locomotor stimulation. Male Wistar rats were exposed to SR from P2 to P28. Control and experimental rats underwent locomotor stimulation training in a treadmill for three weeks (from P31 to P52). The cross-sectional area (CSA) of spinal motoneurons at lumbar level (L5) as well of myelinated fibers from ischiatic were determined. Also, the intensity of the synaptophysin and caspase-3 immunoreaction was assessed within ventral horn of spinal cord (L5; third experiment). After SR, the mean motoneuron soma size was reduced accompanied by a reduction in the mean fiber and axon CSA of ischiatic nerve. In addition, there was a synaptophysin immunoreactivity reduction accompanied by an increased caspase-3 immunoreactivity. Those alterations were reversed and reached the control levels when animals submitted to SR were exposed to locomotor stimulation. Our results suggest that, in rodents, infections/inflammation, perinatal anoxia and inactivity during early postnatal life could play an important role by creating substrates for the pathological behavior thus, contributing to reproduce clinically relevant phenotype similar to those observed in CP.

A Doença de Parkinson (DP) é a segunda doença neurodegenerativa mais comum, afetando em média 2-3% dos indivíduos com idade superior a 65 anos. Além dos sintomas motores altamente debilitantes, os sintomas não-motores podem preceder em muitos anos o aparecimento dos sintomas motores, podendo caracterizar uma fase prodrômica da DP. Uma potencial estratégia farmacológica é a introdução de agentes neuroprotetores no estágio inicial da doença, a fim de prevenir a morte neuronal decorrente do progresso da neurodegeneração. A N-acetilcisteína (NAC) é um antioxidante, anti-inflamatório e modulador glutamatérgico que mostrou vários benefícios terapêuticos em transtornos psiquiátricos. Neste estudo, foi avaliado o efeito da NAC na prevenção dos danos induzidos por 6-Hidroxidopamina (6-OHDA) sobre parâmetros motores, cognitivos e morfológicos em um modelo de DP em larvas de peixes-zebra. Nossos resultados mostraram que NAC foi capaz de prevenir os déficits motores e cognitivos e as alterações morfológicas causadas pela exposição a 6-OHDA, o que reforça a relevância de seus efeitos neuroprotetores. Por atuar em diferentes alvos relevantes na fisiopatologia da DP, NAC é um potencial candidato para prevenção e tratamento de DP. / Parkinson’s disease (PD) is the second most common neurodegenerative disorder, affecting on average 2-3% of the individuals older than 65 years. In addition to its highly debilitating motor symptoms, non-motor symptoms may precede by many years their motor counterparts, which may characterize a prodromal phase of PD. A potential pharmacological strategy is to introduce neuroprotective agents at an earlier stage in order to prevent further neuronal death. N-acetylcysteine (NAC) is an antioxidant, anti-inflammatory and glutamatergic modulator that has shown various therapeutic benefits in brain disorders. In this study, it was evaluated the effect of NAC to prevent the damage induced by 6-OHDA on motor, cognitive and morphological parameters in a PD model in larval zebrafish. NAC was able to prevent the motor and cognitive deficits and morphological alterations caused by exposure to 6-OHDA, which reinforce the relevance of its neuroprotective effects. By acting on different relevant targets in the pathophysiology of PD, NAC is a potential candidate for prevention and treatment of PD.