Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karol. inst., 2002. / Härtill 4 uppsatser.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karol. inst., 2004. / Härtill 5 uppsatser.

Thesis (M.S.)--Medical University of Ohio, 2006. / "In partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science in Biomedical Sciences." Major advisor: Zijian Xie. Includes abstract. Document formatted into pages: iv, 50 p. Title from title page of PDF document. Bibliography: pages 40-49.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:32:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissGHDP.pdf: 1446855 bytes, checksum: b44d0b337ad1c73932cf0a253c2bdad6 (MD5) Previous issue date: 2004-04-30 / Universidade Federal de Sao Carlos / Copper is an essential trace-element for all live organisms however, when its concentration is high in the aquatic environment, copper is potentially toxic. Most physiological changes caused by copper in fish has been analyzed after acute exposure (96h). The aim of this study was investigate the physiological responses of Prochilodus scrofa to stress, during acute copper exposition (24, 48, 72 and 96 hours) and recovery period after animal transference to clean water, and the time necessary to recovery after animals transference to clean water. The changes associated to fish transference to experimental systems were also evaluated. Juveniles Prochilodus scrofa were acclimated during 30 days and then fish were sampled to take blood for pH, hematocrit, plasma cortisol glucose and ions (Na+, Cl- e K+) analyses and specific Na+/K+-ATPase activity of gills. The remaining fish were divided in two groups: control (C) and exposed to copper (CU) and transferred to glass aquariums where was kept for 4 days. CU groups were exposed to copper (96h-CL50 = 29 µgCu L-1). Sampling was done 1, 2, 3 and 4 days of copper exposure. Surviving fish were then transferred to aquariums with flowing water without copper and sampling was done 1, 2, 7, 15 and 30 days of recovery. Blood sampling was taken for the same analyses above cited. Plasma cortisol concentration increased 300 a 400% in control and copper exposed groups related to acclimated fish, plasma glucose increased 800% only in the copper exposed groups during the exposure period and returned to normal levels in the 2nd day of recovery. In general, the changes in plasma ion (Na+, Cl- e K+) concentrations and pH were not significant in relation to those of acclimated fish however, significant changes were found between the values of control and copper exposed groups during copper exposure and recovery period. The activity of Na+/K+-ATPase of gills was lower in the CU group during the copper exposure period and on the 1st day of recovery. The hematocrit increased during metal exposure but on the 1st day of recovery reached the normal values. Although changes were found on the analyzed parameters, on the 7th days after the transference to clean water all parameters evidenced a tendency to recovery the physiological changes reaching the values of acclimated fish. The present study showed that the stress responses to copper exposure is complex and P. scrofa presents high susceptibility to handling evidencing the importance of comparative analyses involving acclimated and/or unstressed fish together with the controls and exposed fish to a given stressor. / O cobre é um elemento-traço essencial a todos os organismos, entretanto quando em alta concentração no meio aquático pode ser potencialmente tóxico. As alterações fisiológicas causadas pelo cobre em peixes têm sido analisadas, em geral, após exposições agudas (96h). O presente estudo teve como objetivo avaliar as alterações fisiológicas associadas ao estresse, durante o período de exposição aguda ao cobre e o período de recuperação em água sem a presença de cobre. As alterações provocadas pelo estresse associado à transferência dos animais para os sistemas experimentais também foram avaliadas. Prochilodus scrofa jovens foram aclimatados durante 30 dias e posteriormente animais foram amostrados e o sangue coletado para análise de pH e hematócrito sangüíneos, cortisol, glicose e íons (Na+, Cl- e K+) plasmáticos e determinação da atividade da enzima Na+/K+-ATPase das brânquias. Os animais remanescentes foram divididos em dois grupos controle (C) e exposto ao cobre (CU) e transferidos para aquários de vidro onde permaneceram durante 4 dias. O grupo CU foi exposto ao cobre (CL50-96h = 29 µgCu L-1). As amostragens foram efetuadas após 1, 2, 3 e 4 dias de exposição ao cobre. Os animais sobreviventes foram então transferidos para aquários com água corrente sem cobre e amostragens foram efetuadas após 1, 2, 7, 15 e 30 dias de recuperação. Amostras de sangue foram coletadas para as mesmas análises citadas acima. A concentração de cortisol plasmático aumentou 300 a 400% nos grupos controle e expostos ao cobre em relação aos animais aclimatados e a glicose plasmática aumentou 800% somente nos animais expostos ao cobre durante o período de exposição e retornaram aos níveis dos animais aclimatados no 2o dia de recuperação. As alterações nas concentrações dos íons plasmáticos (Na+, Cl- e K+) e pH, em geral, não foram significantes em relação aos animais aclimatados, mas alterações significativas foram observadas entre os grupos controle e exposto ao cobre durante a exposição ao cobre e recuperação. A atividade da enzima Na+/K+-ATPase nas brânquias foi menor no grupo CU durante a exposição ao cobre e 1o dia de recuperação. O hematócrito aumentou significativamente durante a exposição ao metal, mas após o primeiro dia de recuperação retornou aos valores normais. Embora tenha ocorrido alteração nos parâmetros analisados, após o sétimo dia de transferência para água sem cobre houve uma tendência de recuperação em todos os aspectos fisiológicos. Os resultados do presente estudo mostraram que a resposta ao estresse por exposição ao cobre é complexa e que P. scrofa apresenta a alta susceptibilidade à manipulação evidenciando a importância de estudos que envolvem comparações com animais considerados aclimatados ou não estressados e animais de grupos controle e expostos a um dado estressor.

Ce travail entre dans le cadre d’une meilleure compréhension des mécanismes de réponse des crustacés au facteur salin. Nos travaux ont démontré que les abondances des copépodes et branchiopodes dans la saline de Sfax sont régulées principalement par les concentrations en sels et la température. Des expérimentations réalisées en laboratoire ont permis de déterminer les salinités optimales pour les trois espèces de copépodes majoritaires (Bryocamptus sp., Oithona nana, Pararcartia grani) et du branchiopode Artemia salina, Une approche biochimique focalisée sur A. salina a montré qu’il assurait son osmorégulation par l’utilisation de l’énergie dépendante de la gestion de ses stocks de protéines, glucides et lipides, et par la mise en œuvre de réponses physiologiques antioxydantes. Une étude exhaustive de la bibliographie a permis de monter que la pompe transmembranaire Na+/K+ ATPase est un élément clé de la gestion de l’osmolarité cellulaire. L’analyse des gènes, ARNm et protéines correspondants à sa sous unité alpha (primordiale pour la fonction) a révélé : i) l’existence d’un gène unique au sein des invertébrés (excepté pour les nématodes), ii) une grande diversité du nombre et de la longueur des introns, iii) un phénomène d’épissage alternatif, et iii) une conservation de domaines protéiques transmembranaires. Enfin, une étude comparative de l’activité de la Na+/K+ ATPase entre deux écrevisses Astacus astacus (espèce native d’Europe) et Procambarus clarkii (espèce invasive en Europe) a démontré que seule l’espèce invasive montrait une activité élevée lors de stress salin ; ce qui pourrait expliquer en partie son aptitude à coloniser des nouveaux milieux. / The aim of our investigations was to increase your understanding of the mechanisms of crustacean’s response to salinity changes. We revealed that, in the Sfax solar saltern, the copepods and branchiopod abundances are mainly regulated by salinity and temperature. Experiments in the laboratory allowed defining the optimum of salinity for the most abundant copepod species (Bryocamptus sp, Oithona nana, Pararcartia grani) and for the branchiopod Artemia salina. An biochemical approach focused on Artemia salina (euryhaline species) showed that he ensured his energy uptake for osmoregulation by the regulation of their internal protein, carbohydrate and lipid contents. In addition, antioxidative reactions are induced to compensate the physiological disruption. A review of bibliography allowed revealing that the transmembrane pump Na+/ K+ ATPase is primordial for the cellular osmolality regulation. The structural analyses of the gene, mRNA and proteins coding alpha subunit in invertebrates showed : i) the existence of a unique gene (except for nematodes), ii) variability in the number and length of introns, iii) an alternative splicing phenomen, and iiii) high conservation of the ten transmembrane protein domains. Finally, a comparative study of the activity Na+/K+ ATPase for two crayfish species (Astacus astacus, native European species; Procambarus clarkia, alien American species) during salt stress demonstrated that only the invasive species have high Na+/K+ ATPase activity; which can explain its ability to colonize various environments.

A síndrome de Lesch Nyhan é um erro inato do metabolismo das purinas, de característica recessiva, ligado ao sexo. Caracteriza-se, bioquimicamente, pela deficiência na atividade da enzima hipoxantina-guanina fosforribosiltransferase (HGPRT), resultando principalmente no acúmulo tecidual de hipoxantina. O quadro clínico manifestado é bastante característico incluindo alterações motoras e cognitivas, retardo mental, espasticidade e automutilação. Considerando que os mecanismos envolvidos nas alterações cerebrais encontradas nessa síndrome ainda são pouco conhecidos, os objetivos do presente estudo foram investigar o efeito da administração intraestriatal de hipoxantina sobre parâmetros bioquímicos cerebrais (atividades da Na+, K+- ATPase e acetilcolinesterase (AChE), parâmetros de estresse oxidativo, hidrólise dos nucleotídeos da adenina) e comportamentais (tarefas do labirinto aquático de Morris, campo aberto e esquiva inibitória) em ratos. Os resultados mostraram que a administração intra-estriatal de hipoxantina reduziu as atividades das enzimas Na+, K+- ATPase e AChE em estriado, hipocampo e no córtex cerebral de ratos. A infusão de hipoxantina aumentou a quimioluminescência,, substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e atividade da enzima glutationa peroxidase (GPx), e reduziu a capacidade antioxidante tecidual (TRAP) e as atividades das enzimas superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT) em estriado de ratos. As hidrólises dos nucleotídeos da adenina também foram inibidas pela administração de hipoxantina. Os efeitos relatados possivelmente ocorreram através da geração de radicais livres, uma vez que a administração de vitaminas E e C previniu tais efeitos, com exceção do TRAP. Considerando as alterações neuroquímicas induzidas pela administração de hipoxantina observadas em nosso modelo experimental, a próxima etapa desse trabalho foi investigar o papel da administração de hipoxantina sobre a memória/ aprendizagem em ratos na tarefa do labirinto aquático de Morris e esquiva inibitória. A atividade motora dos animais também foi avaliada na tarefa de campo aberto. Os resultados mostraram que a hipoxantina provocou um déficit de V memória/ aprendizado em ambas as tarefas realizadas, contudo não alterou o comportamento motor dos animais. Nossos resultados, em conjunto, mostram que a administração intra-estriatal de hipoxantina provoca uma série de alterações bioquímicas e comportamentais as quais podem, pelo menos em parte, contribuir para as disfunções neurológicas características observadas nesta síndrome. Além disso, se nossas evidências se confirmarem em humanos, a utilização de antioxidantes, tais como as vitaminas E e C, poderão ser utilizados como estratégias terapêuticas a fim de evitar as alterações neurológicas nos pacientes portadores da síndrome de Lesch Nyhan. / Lesch Nyhan is an inborn X-linked recessive disease of purine metabolism characterized by deficiency of hypoxanthine-guanine phosphoribosyltranspherase (HGPRT) activity, resulting mainly in tissue accumulation of hypoxanthine. Affected patients present motor and cognitive deficits, spasticity, and self-mutilation behavior. Considering that the mechanisms involved in brain dysfunction found in this syndrome are poorly understood, the general objective of this study was to investigated the effect on intrastriatal hypoxanthine administration on some cerebral biochemical parameters (activities of Na+, K+- ATPase and acetylcholinesterase (AChE), oxidative stress parameters, adenine nucleotide hydrolysis) and behavioral (water-maze, step-down inhibitory avoidance and open field tasks) in rats. Results showed that intrastriatal hypoxanthine administration inhibited Na+, K+- ATPase and AChE in striatum, hippocampus and cerebral cortex of rats. We also verified that hypoxanthine administration increased chemiluminescence, thiobarbituric acid reactive substance (TBARS) and glutathione peroxidase (GPx) activity and reduced total radical-trapping antioxidant parameter (TRAP) and also superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) activities in striatum of rats. Moreover, adenine nucleotide hydrolysis was also inhibited by hypoxanthine administration. These effects could be probably related to free radical generation since pretreatment with vitamins E and C prevented those effects, excepting for TRAP. Considering the neurochemical alterations provoked by hypoxanthine administration in this experimental model, the next step in this study was to investigate the effect of intrastriatal hypoxanthine administration on memory/ learning of rats in water-maze and step-down inhibitory avoidance tasks. The motor activity of the rats was evaluated by open field task. Results showed that hypoxanthine administration impaired memory/ learning in both tasks, however the motor activity of rats was not altered. Taken together, our results showed that intrastriatal hypoxanthine administration induced various biochemical and behavioral modification that could contribute, at least in part, to the characteristically neurological dysfunction observed in this syndrome. Moreover, if our evidences also occur in human, supplementation with antioxidants, like vitamins E and C, could be used as therapeutically strategies in order to avoid the neurological disturbances present in Lesch Nyhan patients.

FREITAS, M. A. C. Crescimento, trocas gasosas e acúmulo de solutos em três espécies do gênero Plectranthus sob diferentes níveis de salinidade e luminosidade. 2012. 101 f. Disssertação (Mestrado em Agronomia/Solos e Nutrição de Plantas) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2014-09-16T22:27:03Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_macfreitas.pdf: 1027903 bytes, checksum: 9b3e6aef7deb03e86ad27b6464130468 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2014-09-23T21:40:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_macfreitas.pdf: 1027903 bytes, checksum: 9b3e6aef7deb03e86ad27b6464130468 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-23T21:40:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_macfreitas.pdf: 1027903 bytes, checksum: 9b3e6aef7deb03e86ad27b6464130468 (MD5) Previous issue date: 2012 / Growing medicinal plants in the conditions of salinity and light can exert influence on yield and final quality of the biomass production. This work was developed at the Center for Teaching and Research in Urban Agriculture (NEPAU), Federal University of Ceará - UFC, Fortaleza - CE, with the objective of evaluating the effect of different luminosities and salinity levels in irrigation water on growth and physiological responses of three medicinal species of the genus Plectranthus. It was used the completely randomized split plots with five repetitions, the plots had corresponded to the environmental factor (mesh with 50% luminosity and full sunlight) and the split plots for five levels of salt stress in irrigation water – CEw (0.7, 1.9, 3.1, 4.3 and 5.5 dS m-1 ) and the subsubplots the medicinal species (P. amboinicus, P. barbatus and P. grandis). The experiment lasted for 60 days after transplanting, being determined by the following: leaf area, dry mass production of shoot, root dry mass, gas exchange, chlorophyll content and accumulation of organic and inorganic solutes. Salt stress induced significant reductions in the growth and gas exchange of the three species evaluated, with the largest reductions being observed in plants exposed to full sunlight. The response to the salinity of the species P. grandis was less influenced by growth environment than in the other two species. Salinity affected the dry matter partitioning, the roots being more affected than the shoot. Considering the total dry matter production, it is found that all three species studied were moderately tolerant or salinity tolerance of up to 3.1 dS m-1 but on the salinity of 5.5 dS m-1 all were sensitive to excess salts in the irrigation water. Considering the degree of reduction in the production of raw party area (part of commercial interest), one could recommend the cultivation of the species P. grandis when it has irrigation water with ECw up to 3.1 dS m-1 . There was significant increase in the accumulation of Na+ and Cl- , and reductions in potassium content, both on the stems as the leaves. Due to the higher accumulation of sodium in the stems, the ratio of Na+ /K+ in this part of the plant reached a value of 1.5 in CEa of 5.5 dS m-1 , indicating a possible nutritional imbalance and ion toxicity. For the organic solutes, the carbohydrate content was not changed with increasing salinity but the concentrations of proline and N-aminosoluble increased in response to stress and in the case of proline elevations were higher in the species P. grandis grown in full sunlight. / No cultivo de plantas medicinais as condições de salinidade e de luz podem exercer influência no rendimento e qualidade final da produção de fitomassa. Este trabalho foi desenvolvido no Núcleo de Ensino e Pesquisa em Agricultura Urbana (NEPAU) da Universidade Federal do Ceará – UFC, em Fortaleza – CE, com o objetivo de avaliar o efeito de diferentes níveis luminosidades e de salinidade na água de irrigação no crescimento e respostas fisiológicas de três espécies medicinais do gênero Plectranthus. Utilizou-se o delineamento experimental em parcelas subsubdivididas, com cinco repetições, sendo as parcelas referentes ao fator ambiente (pleno sol e telado), as subparcelas referentes aos níveis de salinidade na água de irrigação - CEa (0,7; 1,9; 3,1; 4,3 e 5,5 dS m-1), e as subsubparcelas às três espécies do gênero Plectranthus (P. amboinicus, P. barbatus e P. grandis). O experimento teve a duração de 60 dias, após o transplantio, sendo realizadas as seguintes avaliações: área foliar, produção massa seca da parte aérea, massa seca das raízes, trocas gasosas, teores de clorofila e acúmulo de solutos orgânicos e inorgânicos. O estresse salino induziu reduções significativas no crescimento e nas trocas gasosas das três espécies avaliadas, com as maiores reduções sendo verificadas nas plantas expostas a pleno sol. A resposta à salinidade da espécie P. grandis foi menos influenciada pelo ambiente de cultivo do que nas duas outras espécies estudadas. A salinidade afetou a partição de matéria seca, sendo as raízes mais afetadas do que a parte aérea. Em relação a produção de matéria seca total, verifica-se que as três espécies estudadas se mostraram tolerantes ou moderadamente tolerantes à salinidade de até 3,1 dS m-1, porém na salinidade de 5,5 dS m-1 todas se mostraram sensíveis ao excesso de sais na água de irrigação. Considerando-se o grau de redução na produção de massa seca da parte aérea (parte de interesse comercial), poderia-se recomendar o cultivo da espécie P. grandis quando se dispõe de água de irrigação com CEa de até 3,1 dS m-1. Verificou-se aumento expressivo na acumulação de Na+ e Cl-, e reduções no teor de potássio, tanto nas hastes quanto nas folhas. Em decorrência do maior acúmulo de sódio nas hastes, a relação dos íons Na+/K+ nesta parte da planta atingiu valor de 1,6 na CEa de 5,5 dS m-1, indicando um possível desequilíbrio nutricional e toxicidade de íons. Para os solutos orgânicos, o teor de carboidratos não foi alterado com o aumento da CEa, porém os teores de prolina e N-aminossolúveis aumentaram em resposta ao estresse, sendo que no caso da prolina os aumentos foram maiores na espécie P. grandis cultivada em pleno sol.

Espécies do gênero Valeriana são tradicionalmente utilizadas para tratar ansiedade, irritabilidade e desordens de sono. A Organização Mundial da Saúde indica o uso de preparações farmacêuticas como alternativa aos benzodiazepínicos para tratamento da ansiedade e insônia. Entre as substâncias ativas presentes no gênero Valeriana destacam-se os óleos voláteis, valepotriatos, flavonóides e lignanas. Entretanto, estudos farmacológicos com produtos isolados são escassos. Espécies nativas de Valeriana, que ocorrem no Rio Grande do Sul, têm sido estudadas em relação a sua composição química, sendo a espécie Valeriana glechomifolia a que possui maior teor de valepotriatos. Neste estudo, diferentes métodos de extração de valepotriatos foram comparados e extratos enriquecidos em valepotriatos foram testados em modelos animais de sedação, ansiedade e depressão. Valepotriatos isolados foram submetidos a ensaios de ligação a receptores benzodiazepínico e serotonérgico (5HT1A) e ensaios de atividade da enzima Na+K+ATPase. A extração por fluido supercrítico com dióxido de carbono (SCCO2) foi realizada em temperatura constante de 40 oC e pressões variáveis (90, 120, 150 e 200 bar) e demonstrou maior teor de valepotriatos que os métodos de extração por maceração em ultrassom e maceração Entre as diferentes pressões de extração utilizadas no método de SCCO2, o maior teor de valepotriatos foi apresentado pela fração obtida na pressão de 90 bar. Todos os extratos mostraram o mesmo perfil qualitativo de valepotriatos. Flavonóides também foram obtidos através de maceração por ultrassom em metanol. A dose letal mediana dos valepotriatos obtidos por maceração por ultrassom foi de 42±3 mg/kg, i.p. Esta mesma solução extrativa, na dose de 10 mg/kg, v.o. (gavage), foi inefetiva no labirinto em cruz elevado e tempo de sono barbitúrico, sugerindo a ausência de propriedades ansiolíticas e hipnótico-sedativas. Resultados similares foram obtidos com a solução extrativa enriquecida em flavonóides. Valtrato, acevaltrato, 1-b-acevaltrato, diavaltrato e o flavonóide codificado como B6 não apresentaram ligação ao sítio benzodiazepínico do complexo receptor GABAA, nem ao receptor serotonérgico (5HT1A) viii na faixa de concentração de 1-100 μM. Os valepotriatos inibiram a atividade da enzima Na+K+-ATPase na faixa de concentração micromolar. A fração de valepotriatos obtida por SCCO2 (10 mg/kg, gavage) foi efetiva no teste da natação forçada, sem interferir na atividade locomotora espontânea, sugerindo uma atividade do tipo antidepressiva. Em conclusão, a extração por fluido supercrítico com dióxido de carbono mostrou-se eficiente para a obtenção de frações enriquecidas em valepotriatos e estas substâncias representam uma nova classe química com atividade inibitória não seletiva da enzima Na+K+ATPase, e com atividade do tipo antidepressiva. / Species of the genus Valeriana are traditionally used to treat anxiety, irritability and sleep disorders. The World Health Organization indicates pharmaceutical preparations of V. officinalis as an alternative to benzodiazepine drugs for treating anxiety and insomnia. Volatile oil, valepotriates, flavonoids and lignan have been suggested as active substances of the Valeriana genus. However pharmacological studies on isolated compounds are scarce. Species of Valeriana native to Rio Grande do Sul have been studied regarding their chemical composition being Valeriana glechomifolia the species with highest valepotriate’ contents. In this study different methods of extraction of valepotriates from aerial parts of V. glechomifolia were compared, and valepotriate’ enriched extracts were tested in mice models of sedation, anxiety and depression. Isolated valepotriates were submitted to binding to benzodiazepine and 5HT1A receptors, and assayed for the Na+K+ATPase inhibitory activity. The extraction by supercritical carbon dioxide (SCCO2) was carried out at 40 oC under 90, 120, 150 or 200 bar affording higher valepotriates contents than maceration with dichloromethane and ultrasound. The highest valepotriates yielding was obtained with SCCO2 (40 oC , 90 bar). All extracts presented the same qualitative valepotriate’ profile. Flavonoids were also obtained from methanol extracts. The median lethal dose of valepotriates obtained by maceration was determined as 42±3 mg/kg, i.p. This valepotriate’ enriched extract (10 mg/kg, p.o., gavage) was ineffective in the elevated plus maze and barbiturate sleeping time tests suggesting that it does not present anxiolitic or hypnotic-sedative properties. Similar results were obtained with flavonoids’ enriched extract. Valtrate, acevaltrate, 1-b-acevaltrate, diavaltrate and the flavonoid named B6 did not bind to benzodiazepine site of receptor GABAA complex neither to serotonergic receptor (5HT1A) at 1-100 μM. The valepotriates inhibited the Na+K+ATPase activity at micromolar concentration range. The valepotriates fraction obtained by SCCO2 (10 mg/kg, gavage) was effective in the forced swimming test without interfering with the spontaneous locomotor activity suggesting that it presents an antidepressant-like activity. In conclusion the extraction by supercritical carbon dioxide is valuable to obtain valepotriates enriched fractions; and valepotriates seem to represent new chemical entities with no selective inhibitory activity of Na+K+ATPase, as well as with antidepressant-like activity.

O Transtorno de Déficit de Atenção/Hiperatividade é um transtorno prevalente e debilitante, diagnosticado com base em persistentes níveis de hiperatividade, desatenção e impulsividade. Fármacos estimulantes têm sido eficazes no tratamento desse transtorno, sendo que o metilfenidato é o agente terapêutico mais prescrito. Semelhante às ações celulares e comportamentais dos estimulantes cocaína e anfetamina, o metilfenidato aumenta a liberação e bloqueia a recaptação de dopamina e noradrenalina no cérebro de mamíferos. Milhares de crianças são tratadas com o metilfenidato para o déficit de Atenção/Hiperatividade, mas as consequências neuroquímicas desse tratamento a longo prazo, ainda não estão completamente elucidadas. No presente trabalho nós investigamos os efeitos do metilfenidato sobre alguns parâmetros bioquímicos e comportamentais em ratos. Considerando que os efeitos do metilfenidato sobre o metabolismo do sistema nervoso central são pouco conhecidos e que a Na+,K+-ATPase é essencial para o funcionamento normal do cérebro, inicialmente avaliamos o efeito desse psicoestimulante (1,0, 2,0 e 10,0 mg/kg) sobre a atividade dessa enzima em cérebro de ratos jovens (25 dias de idade) e adultos (60 dias). Resultados mostraram que a administração aguda de metilfenidato aumentou a atividade da Na+,K+-ATPase em hipocampo, córtex pré-frontal e estriado de ratos jovens e adultos. A administração crônica de metilfenidato a ratos jovens também estimulou a Na+,K+-ATPase em hipocampo e córtex pré-frontal, mas não em estriado. Em ratos adultos, o metilfenidato estimulou a Na+,K+-ATPase em todas as estruturas cerebrais estudadas, sugerindo que a ativação dessa enzima pode ser resultado dos efeitos do metilfenidato sobre o desenvolvimento do cérebro e excitabilidade neuronal. Considerando que estudos recentes têm indicado que o metilfenidato pode causar alterações no comportamento de animais, também investigamos o efeito da administração crônica de metilfenidato (2,0 mg/Kg) sobre a memória espacial em ratos jovens (15 dias). O imunoconteúdo do fator neurotrófico derivado do encéfalo (BDNF) e a atividade da acetilcolinesterase (AChE) em hipocampo e córtex pré-frontal de ratos também foram avaliados. Os resultados mostraram que os animais tratados com metilfenidato apresentaram prejuízo na memória espacial na tarefa do labirinto aquático de Morris. Observamos também uma redução no imunoconteúdo de BDNF e aumento na atividade da AChE no córtex pré-frontal, mas não em hipocampo de ratos tratados com metilfenidato. Nossos resultados sugerem que o déficit na memória espacial pode estar relacionado com a diminuição nos níveis de BDNF e aumento da AChE no córtex pré-frontal de ratos jovens submetidos à administração de metilfenidato. Os resultados desse trabalho, em conjunto, mostraram que o metilfenidato causa alterações neuroquímicas e comportamentais em animais, que podem ser prejudiciais ao desenvolvimento do cérebro. / Attention-deficit hyperactivity disorder is a prevalent and debilitating disorder diagnosed on the basis in persistent levels of overactivity, inattention and impulsivity. Stimulant medications have been effective for the treatment of this disorder, and the methylphenidate is the most prescribed therapeutic agent. Similar to the cellular and behavioral actions of the stimulants cocaine and amphetamine, the methylphenidate enhances the release and blocks the reuptake of dopamine and norepinephrine in mammalian brain. Thousands of children receive methylphenidate for attention deficit/hyperactivity disorder, yet the long-term neurochemical consequences of treatment are unknown. In the present work we investigate the effects of methylphenidate on some biochemical and behavioral parameters in rats. Considering that methylphenidate effects on central nervous system metabolism are poorly known and that Na+,K+-ATPase is essential to brain normal function, we initially evaluated the effect of this psychostimulant (1.0, 2.0 or 10.0 mg/Kg) on Na+,K+-ATPase activity in the cerebrum of young (25 days old) and adult (60 days old) rats. Our results showed that acute methylphenidate administration increased Na+,K+-ATPase activity in hippocampus, prefrontal cortex, and striatum of young and adult rats. Chronic administration of methylphenidate to young rats also increased Na+,K+-ATPase activity in hippocampus and prefrontal cortex, but not striatum. In adult rats, methylphenidate increased the Na+,K+-ATPase activity in all cerebral structures studied, suggesting that the activation of this enzyme might be the result of the effects of methylphenidate on brain development and neuronal excitability. Considering that recent studies have indicated that methylphenidate causes behavior alterations in animals, also investigated the effect of chronic methylphenidate (2.0 mg/Kg) administration to young rats (15 days old) on spatial memory. Brain-derived neurotrophic factor immunocontent (BDNF) and acetylcholinesterase (AChE) activity in hippocampus and prefrontal cortex were also evaluated. Results showed that methylphenidate-treated rats presented impaired performance on Morris water maze task. We also observed reduction on BDNF immunocontent and increased AChE activity in prefrontal cortex, but not in hippocampus of rats treated with methylphenidate. Our results suggested that the deficit in spatial memory may be related to decreased BDNF immunocontent and increased AChE in prefrontal cortex of young rats subjected to methylphenidate administration. The results of this work, together, showed that the methylphenidate causes neurochemical and behavioral changes in animals, which can be harmful to brain development.

A síndrome de Lesch Nyhan é um erro inato do metabolismo das purinas, de característica recessiva, ligado ao sexo. Caracteriza-se, bioquimicamente, pela deficiência na atividade da enzima hipoxantina-guanina fosforribosiltransferase (HGPRT), resultando principalmente no acúmulo tecidual de hipoxantina. O quadro clínico manifestado é bastante característico incluindo alterações motoras e cognitivas, retardo mental, espasticidade e automutilação. Considerando que os mecanismos envolvidos nas alterações cerebrais encontradas nessa síndrome ainda são pouco conhecidos, os objetivos do presente estudo foram investigar o efeito da administração intraestriatal de hipoxantina sobre parâmetros bioquímicos cerebrais (atividades da Na+, K+- ATPase e acetilcolinesterase (AChE), parâmetros de estresse oxidativo, hidrólise dos nucleotídeos da adenina) e comportamentais (tarefas do labirinto aquático de Morris, campo aberto e esquiva inibitória) em ratos. Os resultados mostraram que a administração intra-estriatal de hipoxantina reduziu as atividades das enzimas Na+, K+- ATPase e AChE em estriado, hipocampo e no córtex cerebral de ratos. A infusão de hipoxantina aumentou a quimioluminescência,, substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e atividade da enzima glutationa peroxidase (GPx), e reduziu a capacidade antioxidante tecidual (TRAP) e as atividades das enzimas superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT) em estriado de ratos. As hidrólises dos nucleotídeos da adenina também foram inibidas pela administração de hipoxantina. Os efeitos relatados possivelmente ocorreram através da geração de radicais livres, uma vez que a administração de vitaminas E e C previniu tais efeitos, com exceção do TRAP. Considerando as alterações neuroquímicas induzidas pela administração de hipoxantina observadas em nosso modelo experimental, a próxima etapa desse trabalho foi investigar o papel da administração de hipoxantina sobre a memória/ aprendizagem em ratos na tarefa do labirinto aquático de Morris e esquiva inibitória. A atividade motora dos animais também foi avaliada na tarefa de campo aberto. Os resultados mostraram que a hipoxantina provocou um déficit de V memória/ aprendizado em ambas as tarefas realizadas, contudo não alterou o comportamento motor dos animais. Nossos resultados, em conjunto, mostram que a administração intra-estriatal de hipoxantina provoca uma série de alterações bioquímicas e comportamentais as quais podem, pelo menos em parte, contribuir para as disfunções neurológicas características observadas nesta síndrome. Além disso, se nossas evidências se confirmarem em humanos, a utilização de antioxidantes, tais como as vitaminas E e C, poderão ser utilizados como estratégias terapêuticas a fim de evitar as alterações neurológicas nos pacientes portadores da síndrome de Lesch Nyhan. / Lesch Nyhan is an inborn X-linked recessive disease of purine metabolism characterized by deficiency of hypoxanthine-guanine phosphoribosyltranspherase (HGPRT) activity, resulting mainly in tissue accumulation of hypoxanthine. Affected patients present motor and cognitive deficits, spasticity, and self-mutilation behavior. Considering that the mechanisms involved in brain dysfunction found in this syndrome are poorly understood, the general objective of this study was to investigated the effect on intrastriatal hypoxanthine administration on some cerebral biochemical parameters (activities of Na+, K+- ATPase and acetylcholinesterase (AChE), oxidative stress parameters, adenine nucleotide hydrolysis) and behavioral (water-maze, step-down inhibitory avoidance and open field tasks) in rats. Results showed that intrastriatal hypoxanthine administration inhibited Na+, K+- ATPase and AChE in striatum, hippocampus and cerebral cortex of rats. We also verified that hypoxanthine administration increased chemiluminescence, thiobarbituric acid reactive substance (TBARS) and glutathione peroxidase (GPx) activity and reduced total radical-trapping antioxidant parameter (TRAP) and also superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) activities in striatum of rats. Moreover, adenine nucleotide hydrolysis was also inhibited by hypoxanthine administration. These effects could be probably related to free radical generation since pretreatment with vitamins E and C prevented those effects, excepting for TRAP. Considering the neurochemical alterations provoked by hypoxanthine administration in this experimental model, the next step in this study was to investigate the effect of intrastriatal hypoxanthine administration on memory/ learning of rats in water-maze and step-down inhibitory avoidance tasks. The motor activity of the rats was evaluated by open field task. Results showed that hypoxanthine administration impaired memory/ learning in both tasks, however the motor activity of rats was not altered. Taken together, our results showed that intrastriatal hypoxanthine administration induced various biochemical and behavioral modification that could contribute, at least in part, to the characteristically neurological dysfunction observed in this syndrome. Moreover, if our evidences also occur in human, supplementation with antioxidants, like vitamins E and C, could be used as therapeutically strategies in order to avoid the neurological disturbances present in Lesch Nyhan patients.