Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T11:31:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 278388.pdf: 18628569 bytes, checksum: e97674b781d8f9bf65d0e7f944c0298b (MD5) / Estudos prévios têm relatado um aumento na proliferação de células progenitoras neuronais, no giro denteado e no bulbo olfatório (BO) de roedores submetidos a diferentes modelos experimentais de epilepsia e doença de Parkinson. Entretanto, os fatores que controlam a proliferação e migração dos progenitores neuronais, bem como sua integração com os circuitos cerebrais não estão totalmente esclarecidos. O peptídeo insulinotrópico dependente de glicose (GIP) e seu receptor (GIPR) estão amplamente expressos no hipocampo e no BO do sistema nervoso central (SNC) de animais adultos e parecem estar envolvidos na modulação dos processos de potenciação sináptica, neuroproteção e neurogênese. Sendo assim, o envolvimento do GIP e seu receptor nos mecanismos de neuroplasticidade sugerem uma possível participação dos mesmos na fisiopatologia de doenças como epilepsia, doença de Parkinson e doença de Alzheimer. O presente estudo demonstrou um aumento na expressão do GIPR no hipocampo e neocórtex, e no BO de ratos submetidos ao status epilepticus (SE) induzido pela pilocarpina, ou pela infusão intranasal de MPTP (modelo experimental da doença de Parkinson), respectivamente. Além disso, foi possível caracterizar a presença do GIPR no hipocampo de um paciente com epilepsia de lobo temporal mesial associada à esclerose do hipocampo (ELTM-HS), tratado cirurgicamente. O padrão de expressão do GIPR no hipocampo humano foi semelhante ao observado em animais submetidos ao SE induzido pela pilocarpina, sacrificados durante a fase crônica do modelo. De maneira interessante, o pré-tratamento com o agonista do GIPR (GIP1-42) foi capaz de prevenir os prejuízos cognitivos e sinápticos induzidos pela administração i.c.v. de Aß1-40 (modelo experimental da doença de Alzheimer), através da diminuição da expressão das enzimas iNOS e nNOS. Nossos resultados sugerem um possível envolvimento do GIPR nos eventos de neuroplasticidade relacionados com ELTM-HS, doença de Parkinson e com a toxicidade induzida pelo peptídeo Aß1-40. / Previous studies with experimental models of epilepsy and Parkinson#s disease (PD) have reported increased proliferation of neural progenitor cells in the dentate gyrus of hippocampus and olfactory bulb (OB). However, the factors controlling the proliferation and migration of adult-born neurons and their connectivity remain essentially unknown. The glucosedependent insulinotropic peptide (GIP) and its receptor (GIPR) are highly expressed in the hippocampus and OB of rodent#s adult brain and have been implicated with synaptic potentiation, neuroprotection and neurogenesis. The GIP and GIPR have been implicated with neuroplasticity and may be related to pathologic mechanisms observed in epilepsy, PD and Alzheimer#s disease (AD). In the present study, we demonstrated an increase in GIPR expression in the hippocampus and neocortex, and in the OB of rats submitted to pilocarpine induced status epilepticus and intranasal MPTP infusion (an experimental model of PD), respectively. Furthermore, we also demonstrated the GIPR expression, with similar patterns observed in chronic pilocarpine induced status epilepticus animals, in one patient with mesial temporal lobe epilepsy related to hippocampal sclerosis (MTLE-HS) treated surgically. In addition, the pre-treatment of mice with GIPR agonist (GIP1-42) was able to prevent the cognitive and synaptic impairment induced by intracerebroventricular Aâ1-40 infusion (an experimental model of AD), by decrease in iNOS and nNOS enzymes. Our findings suggest a possible role for the GIPR in the neuroplasticity events of MTLE-HS and PD as well as in the toxicity induced by peptide Aâ1-40.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:42:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 321928.pdf: 2095743 bytes, checksum: 8044a3c0eb4a0fdf00d211952041505f (MD5) Previous issue date: 2013 / O malation é um composto tóxico pertencente à classe dos pesticidas organofosforados (OF) que tem como mecanismo primário de ação inibir a enzima acetilcolinesterase (AChE), levando à clássica síndrome colinérgica. No entanto, estudos vêm demonstrando que a neurotoxicidade decorrente da exposição crônica a esta classe de pesticidas pode ocorrer sem sintomas colinérgicos antecedentes e parece não depender da inibição da enzima AChE. Quanto ao tratamento da intoxicação aguda por esses compostos, a eficácia das oximas clinicamente disponíveis (por exemplo, pralidoxima), utilizadas para reativar a AChE inibida, tem sido questionada. Dessa forma, o primeiro objetivo deste estudo foi avaliar a eficácia da pralidoxima e de uma oxima experimental (K074) na reativação da AChE após exposição aguda ao malation, bem como na prevenção de possíveis alterações bioquímicas relacionadas com o estresse oxidativo induzidas pelo malation, utilizando camundongos Swiss. O malation (1,25 g/kg, s.c.) induziu uma diminuição significativa da atividade da AChE no córtex pré-frontal, hipocampo e sangue dos animais 24 h após uma única injeção. Após os tratamentos com as oximas (1/4 da DL50, i.m., 6 h após a exposição ao malation), foi observado que a pralidoxima (66 mg/kg) foi capaz de reverter significativamente a inibição da AChE sanguínea, enquanto que a oxima K074 (5,8 mg/kg) não teve efeitos de reativação em relação à enzima sanguínea. Interessantemente, ambas as oximas testadas foram incapazes de reativar a AChE inibida pelo malation no córtex pré-frontal e no hipocampo após a injeção intramuscular ou intracerebroventricular (1/4 de DL50, 6 h após a exposição ao malation). Os parâmetros bioquímicos relacionados com o estresse oxidativo (atividade das enzimas glutationa peroxidase, glutationa redutase e catalase, bem como os níveis de peroxidação lipídica) não foram afetados nos animais tratados com malation, oximas ou atropina. No entanto, quando a pralidoxima e K074 foram administradas por via intramuscular 6 h após a exposição ao malation, estas oximas foram capazes de aumentar a atividade das enzimas antioxidantes no córtex pré-frontal e hipocampo. Estes resultados indicam que as atividades da AChE periférica e central não estão necessariamente correlacionadas após o tratamento com malation/oximas, além disso, considerando que os tratamentos disponíveis na clínica para a intoxicação com malation não parecem eficazes, este estudo reforça a necessidade de busca por novos reativadores da AChE capazes de reativar eficientemente a enzima sanguínea e cerebral após o envenenamento com malation. O próximo objetivo do trabalho foi investigar os efeitos de administrações repetidas (ao longo de um período de 15 dias) com doses de malation que não causam toxicidade colinérgica, sobre o desempenho cognitivo (relacionado à memória), bem como alterações bioquímicas no hipocampo de camundongos adultos. Os tratamentos com malation (30 e 100 mg/kg, pela via subcutânea) não afetaram o peso corporal dos animais durante o período experimental, além disso, não foram observados sinais evidentes de toxicidade colinérgica durante todo o período de tratamento. Apenas a dose de 100 mg/kg de malation foi capaz de inibir significativamente a atividade da AChE hipocampal após um período de tratamento de 15 dias; no entanto, esta inibição não produziu sinais aparentes de toxicidade. Ao final do tratamento de 15 dias, os animais expostos ao malation (30 e 100 mg/kg) mostraram uma diminuição significativa na capacidade de memória espacial, a qual foi acompanhada por uma diminuição da atividade do complexo I mitocondrial, aumento da expressão das proteínas pró-apoptóticas Bax e Bak, bem como ativação astroglial no hipocampo. Por outro lado, os níveis de sinaptofisina (marcador de sinapses), de colina acetiltransferase (marcador de neurônios colinérgicos) e de aquaporina4 (proteína associada com disfunção da barreira hematoencefálica) não foram alterados pelo tratamento com malation. O déficit no teste de memória espacial de curto prazo causado pela exposição dos animais a 30 mg/kg de malation, dose que não causou inibição da atividade da AChE hipocampal, indica a possibilidade de acontecimentos não colinérgicos relacionados com a modulação da performance cognitiva nestes animais. A partir dos resultados obtidos neste trabalho, sugere-se que o mecanismo envolvido no déficit de memória induzido pela exposição ao malation pode ser mediado, pelo menos em parte, por uma interação sinérgica entre disfunção mitocondrial e processos neuroinflamatórios. Finalmente, a partir de estudos in vitro com cultura primária de neurônios corticais, investigou-se os possíveis mecanismos que precedem a morte celular induzida pela exposição prolongada ao malaoxon. O tratamento com malaoxon 100 µM foi capaz de causar significativa morte das células corticais no dia in vitro 6 (6DIV) e significativa inibição da atividade da AChE nos tempos que precederam a morte celular (0,5 h; 24 h e 48 h). Além disso, observou-se um aumento significativo da produção de espécies reativas de oxigênio e uma diminuição do potencial de membrana mitocondrial nos primeiros 60 min de exposição das células a 100 µM de malaoxon. O pré-tratamento das culturas com o antioxidante ácido ascórbico foi capaz de proteger parcialmente, embora significativamente, da morte celular induzida pela exposição prolongada ao malaoxon. Os nossos resultados indicam que a morte das células neuronais corticais expostas ao malaoxon pode estar associada com indução de estresse oxidativo. No entanto, estudos adicionais são necessários para elucidar os mecanismos envolvidos com a toxicidade do malaoxon neste tipo de cultura, bem como a participação da AChE nestes eventos <br> / The organophosphorus (OP) pesticide malathion is a highly neurotoxic compound and its toxicity is primarily caused by the inhibition of acetylcholinesterase (AChE), leading to cholinergic syndrome. However, studies have shown that the neurotoxicity resulting from OP chronic exposure can occur without previous cholinergic symptoms and they do not appear to be dependent on AChE inhibition. Regarding the treatment of OP acute poisoning, the clinical experience with the available oximes (e.g. pralidoxime) is disappointing and their routine use has been questioned. Thus, the first aim of this study was to investigate the potency of pralidoxime and K074 in reactivating AChE after acute exposure to malathion, as well as in preventing malathion-induced changes in oxidative-stress related parameters in mice. Malathion (1.25 g/kg, s.c.) induced a significant decrease in cortico-cerebral, hippocampal and blood AChE activities at 24 h after exposure. Oxime treatments (1/4 of LD50, i.m., 6 h after malathion poisoning) showed that pralidoxime (66 mg/kg) significantly reversed malathion-induced blood AChE inhibition, although no significant effects were observed after K074 treatment (5,8 mg/kg). Interestingly, both oximes tested were unable to reactivate the cortico-cerebral and hippocampal enzymes after intramuscular or intracerebroventricular injection (1/4 of LD50, 6 h after malathion poisoning). Biochemical parameters related to oxidative stress (cerebro-cortical and hippocampal glutathione peroxidase, glutathione reductase and catalase activities, as well as lipid peroxidation) were not affected in animals treated with malathion, oximes or atropine alone. However, pralidoxime and K074, administered intramuscularly 6 h after malathion poisoning, were able to increase the endogenous activities of these antioxidant enzymes in the prefrontal cortex and hippocampus. These results indicate that peripheral and central AChE activities are not necessarily correlated after the treatment of OP compounds and/or oximes. In addition, considering that the available treatments to malathion poisoning appear to be ineffective, the present study reinforce the need to search for potential new AChE reactivators able to efficiently reactivate the brain and blood AChEs after malathion poisoning. The next aim of this study was to investigate the effects of repeated subtoxic doses of malathion (over a 15-days period) on cognitive performance as well as biochemical changes in the hippocampus of adult mice. The treatments with malathion (30 and 100 mg/kg, subcutaneously) did not affect the body weight of animals throughout the experimental period, furthermore, no evident signs of cholinergic toxicity were observed throughout the treatment. The highest dose of malathion (100 mg/kg) was associated with significant AChE inhibition in the hippocampus after a 15-days treatment period, however, this inhibition did not produce signs of cholinergic toxicity. At the end of treatments, malathion-exposed animals (30 and 100 mg/kg) showed a significant impairment on learning-memory ability which was paralleled by a significant decrease in the mitochondrial complex I activity, increase in the levels of proapoptotic proteins (Bax and Bak) and astroglial activation (increase in the level of GFAP), in the hippocampus. On the other hand, the levels of synaptophysin (a specific synaptic marker), choline acetyltransferase (a marker of cholinergic neurons) and aquaporin 4 (a protein related with blood-brain barrier dysfunction), were not affected by the treatment with malathion. The short-term spacial memory deficit observed after the exposure to 30 mg/kg dose of malathion, that caused no hippocampal AChE inhibition, indicates the possibility that cholinergic events are not related with the modulation of the cognitive performance in these animals. From the results obtained in this study, we suggest that the cholinergic system may not be involved in the malathion-induced neurotoxic effects, in addition, we suggest that the mechanism involved in the spacial memory deficit induced by repeated malathion exposure can be mediated, at least in part, by a synergistic interaction between mitochondrial dysfunction and neuroinflammatory processes. Finally, we investigated the possible molecular events that precede malaoxon-induced cell death in cultured neuronal cortical cells. The treatment with 100 µM of malaoxon was able to cause significant death of cortical cells on day in vitro 6 (DIV6) and significant AChE inhibition in the times preceding the cell death (0.5 h, 24 h and 48 h). In addition, there was a significant increase in the production of reactive oxygen species and a decrease in mitochondrial membrane potential in the cells exposed to malaoxon. Pretreatment with the antioxidant ascorbic acid displayed a protective effect against malaoxon-induced neurotoxicity in the cortical neuronal cells. Our data indicate that the neuronal cortical cell death induced by malaoxon may be associated with induction of oxidative stress. However, additional studies are needed to elucidate the mechanisms involved in the malaoxon toxicity in these cells, as well as the involvement of AChE in these events.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:21:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327527.pdf: 2578039 bytes, checksum: dd12014228982d5cf5e09f6658dc93fe (MD5) Previous issue date: 2014 / O diabetes mellitus (DM) é uma doença metabólica comum, caracterizada por um estado de hiperglicemia persistente, sendo uma das principais causas de morbidade e mortalidade em todo o mundo. Durante um estado de hiperglicemia crônica como ocorre no DM, sabe-se que há o acúmulo de compostos carbonílicos reativos, como o metilglioxal (MG), o qual é o principal precursor de produtos terminais de glicação (AGEs). Os efeitos destes metabólitos gerados em situações de DM no sistema nervoso central (SNC) ainda permanecem desconhecidos, desta forma, neste trabalho foi investigado o efeito da hiperglicemia crônica e seus metabólitos, MG e AGEs, sobre a fisiologia e dinâmica mitocondrial no SNC. Para isso, a hiperglicemia crônica foi induzida em ratos Wistar pela injeção de uma dose única de estreptozotocina (STZ, 55 mg/kg, intraperitonealmente). Os animais com glicemia > 200mg/dL foram considerados hiperglicêmicos, sendo que alguns destes animais foram mantidos nestas condições por 60 dias (grupo STZ) e outros receberam injeção subcutânea de insulina (1,5 UI, 2 vezes ao dia; grupo STZ+INS), para a normalização da glicemia. Animais controle receberam injeção de veículo ao invés de STZ. Foi observado que a hiperglicemia crônica não alterou a dinâmica ou a biogênese mitocondrial em córtex cerebral de ratos. Entretanto, a administração de insulina causou um aumento na expressão de Tfam e no tamanho mitocondrial. Por outro lado, foi observado um grande aumento no número de mitocôndrias no bulbo olfatório de animais do grupo STZ. Com o objetivo de melhor compreender os efeitos dos metabólitos acumulados durante este estado hiperglicêmico crônico, analisou-se os efeitos da exposição ao MG e AGEs na dinâmica e fisiologia mitocondrial em cultura celular de astrócitos. Foi observado que a exposição a AGEs induziu uma reorganização mitocondrial, por reduzir o tamanho e aumentar o número de mitocôndrias em células C6 de astroglioma. Entretanto, esta característica que indica o aumento da fissão mitocondrial não foi acompanhada por uma alteração da proteína de fusão Mfn2 ou da proteína de fissão Drp1. Além disso, outro metabólito relacionado à hiperglicemia, o MG, provocou um aumento no consumo de oxigênio (respiração basal e estado IV) e diminuiu o controle respiratório nas células C6, indicando que este metabólito induziu o desacoplamento da mitocôndria. Em concordância com estes resultados, a exposição a AGEs induziu um redução do potencial demembrana mitocondrial em cultura celular primária de astrócitos corticais de rato, sugerindo que a alteração da dinâmica mitocondrial está intimamente relacionada com o efeito desacoplador do MG. Ainda, o aumento do conteúdo de mitocôndrias despolarizadas não estimulou a autofagia, indicando que organelas disfuncionais, as quais são geradoras de espécies reativas de oxigênio, permaneçam na célula neural. Em conclusão, a hiperglicemia crônica e seus metabólitos alteram a dinâmica e a fisiologia mitocondrial em células neurais. Este fenômeno pode levar a célula à morte e, além disso, contribuir para a maior predisposição que os pacientes diabéticos possuem para o desenvolvimento de doenças neurodegenerativas.<br> / Abstract : Diabetes mellitus (DM) is a common metabolic disease characterized by a state of persistent hyperglycemia. The disorder is one of the leading causes of morbidity and mortality worldwide. It is known that chronic hyperglycemic conditions elicit the accumulation of the reactive carbonyl compound methylglyoxal (MG), which has been involved in the formation of advanced glycation end products (AGE). The impact of these compounds on the central nervous system (CNS) is virtually unknown. Therefore, the effect of chronic hyperglycemia and the related metabolites, MG and AGEs, was here investigated on mitochondrial physiology and dynamics in the CNS. For this, chronic hyperglycemia was induced in Wistar rats by injecting a single dose of streptozotocin (STZ, 55 mg/kg, intraperitoneally). Animals with glycaemia > 200mg/dL were considered hyperglycemic. Some animals were maintained in this condition for 60 days (STZ group), and others received daily injections of insulin (1.5 IU, twice a day; STZ+INS group) in order to normalize blood glucose levels. Controls animals received a single injection of vehicle instead of STZ. It was observed that chronic hyperglycemia did not change mitochondrial dynamics or biogenesis in cerebral cortex of rats. However, insulin administration elicited increased Tfam expression and mitochondrial size. In contrast, a marked increase in mitochondrial number was observed in olfactory bulb preparations from STZ-treated animals. In order to better understand the effect of the accumulating metabolites under this hyperglycemic state, we then analyzed the individual effect of MG and AGEs on mitochondria dynamic or physiology in cultured astrocytes. It was observed that AGEs treatment induced mitochondrial reorganization, by reducing the size and increasing the number of this organelle in C6 astroglioma cells. However, this phenomenon that points to increased mitochondria fission, was accompanied by unchanged content of Mfn2 (fusion protein) and Drp1 (fission protein) proteins. In addition, the other hyperglycemic-linked metabolite, MG, provoked increased oxygen consumption (basal respiration and respiring state IV) and reduced the mitochondrial respiratory control, indicating MG-induced uncoupling of mitochondria. In agreement, AGEs provoked reduced mitochondrial membrane potential on rat primary cortical astrocyte cell culture, suggesting that the altered mitochondrial dynamics is directly related to the MG uncoupling properties.Furthermore, the increased content of uncoupled mitochondria did not stimulate autophagy, indicating that dysfunctional reactive oxygen species-producing organelles are being accumulated in the nerve cell. In conclusion, chronic hyperglycemia and hyperglycemia-linked metabolites (MG and AGEs) disrupts mitochondrial dynamics and physiology in nerve cells. The phenomenon might induce cell death, and therefore, a higher predisposition for neurodegenerative disorders development in patients with DM.

Orientador: Carlos Roque Duarte Correia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T17:34:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barreto_RicardodeLima_M.pdf: 3288745 bytes, checksum: 00dd19e2fc9ebd12556b855bcd2acbe6 (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado / Mestre em Química

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T07:52:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 278174.pdf: 2952818 bytes, checksum: 5a722927ed3cdcddbd38fd89c539de64 (MD5) / A mitocôndria é a organela responsável pela maior produção líquida de energia na célula. Numerosos estudos já têm demonstrado seu envolvimento na fisiopatologia de vários processos neurodegenerativos, como nas doenças de Alzheimer, Parkinson e Hungtington. Além disso, sabe-se que ela é alvo de toxicantes, tanto exógenos quanto endógenos, como por exemplo, o contaminante ambiental metilmercúrio (MeHg) e as altas concentrações de leucina que acumulam da Doença do Xarope do Bordo (DXB). Sabe-se que o MeHg causa severos danos neurológicos tanto em animais quanto em humanos. A principal forma de intoxicação humana é através da ingesta de peixes contaminados, sendo que o MeHg acumula-se principalmente no sistema nervoso central. A leucina e seu derivado ?-cetoácido, ?-cetoisocaproato são os principais metabólitos acumulados na DXB, e estes parecem ser responsáveis pelos principais sintomas neurológicos, incluindo o prejuízo cognitivo, que os pacientes com esta patologia apresentam. Desta forma, o objetivo do presente trabalho foi de melhor entender os mecanismos patogênicos responsáveis pela neurotoxicidade induzida pela exposição à toxicantes exógenos e endógenos, principalmente em nível mitocondrial, em cérebro de roedores; visto que existe um grande número de evidências na literatura que demonstra que a gênese dos processos neurodegenerativos está intimamente relacionado com deficiências na produção energética mitocondrial. Observou-se que o MeHg causou estresse oxidativo e diminuiu a atividade dos complexos da cadeia respiratória, além de inibir severamente a enzima creatina cinase, tanto em sistemas in vivo como in vitro. Desta forma, o MeHg prejudica a produção de ATP no cérebro, podendo ser uma das causas da neurodegeneração desencadeada por este toxicante. Para proteger das alterações causadas pelo MeHg, compostos de selênio tem sido usados, pois sabe-se que possuem alta afinidade por este toxicante. Desta forma, administramos dois compostos contendo selênio para proteger contra os efeitos causados pelo MeHg, o difenil disseleneto ((PhSe)2) e o selenito de sódio (Na2SeO3), e verificamos que principalmente o (PhSe)2 foi capaz de proteger contra os efeitos do MeHg in vivo. Por outro lado, o Na2SeO3 na dose utilizada foi potencialmente tóxico. Os dois compostos foram capazes de reduzir a deposição do mercurial no cérebro, provavelmente pela formação de um complexo HgSe. Para a leucina, observamos que esta altera a função da cadeia respiratória mitocondrial e impede a formação de memória, este último verificado por análise do LTP no hipocampo de animais injetados intrahipocampalmente com leucina, possivelmente sendo um dos mecanismos responsáveis pelo déficit neurológico em pacientes com a doença da urina de xarope de bordo. Concluindo, podemos observar que tantos toxicantes endógenos como exógenos compartilham de mecanismos que levam ao prejuízo no sistema nervoso central, tendo com um dos alvos a mitocôndria e o metabolismo energético.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2015-06-02T04:09:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333872.pdf: 29230818 bytes, checksum: 967eab5e412210dd14ca098ef3ace9ff (MD5) Previous issue date: 2015 / A contaminação ambiental por metais é um fator de risco para asaúde pública, sendo o sistema nervoso central (SNC) um dos alvosdestes agentes tóxicos. Durante o desenvolvimento do SNC emhumanos, esta exposição pode estar relacionada a transtornos deaparecimento tardio. O manganês (Mn) é um metal essencial, porém emexcesso pode causar uma síndrome semelhante à doença de Parkinson,chamada manganismo. Este estudo teve por objetivo investigar se aexposição perinatal ao Mn durante um período específico dodesenvolvimento altera parâmetros neuroquímicos e comportamentaisde forma persistente. Para isso foram utilizados ratos Wistar machosneonatos e o verme nematódeo Caenorhabditis elegans no estágio larvalL1. Os ratos foram expostos a solução salina (controle) ou MnCI2 viaintraperitoneal (5, 10 ou 20 mg/kg/dia) do dia pós-natal (PND) 8 ao 12.Os testes comportamentais foram realizados no PND 60-65. Os ratosapresentaram prejuízo motor avaliado no teste do rotarod. A memória decurto prazo foi prejudicada, avaliada nos testes de reconhecimento deobjeto e reconhecimento social. A discriminação olfatória não foialterada pelo Mn. A análise bioquímica foi realizada no estriado e nohipocampo no PND 14 e 70. No PND 14 o tratamento com Mn induziuaumento da atividade de catalase no estriado e de glutationa peroxidase(GPx) no hipocampo. Foi observado também aumento dos níveis detirosina hidroxilase (TH) no estriado no PND 14. Na fase adultaobservamos redução dos níveis de tiois não-proteicos (NPSH) eaumento dos níveis de proteína glial fibrilar ácida (GFAP) no estriado eaumento da atividade de catalase e de GPx no hipocampo no PND 70. Otratamento com Mn causou redução dos níveis de TH estriatal no PND70 com elevação da fosforilação na Ser31, sugerindo uma ativaçãocompensatória da enzima em resposta à redução de seu conteúdo. Parainvestigar vias de sinalização que podem participar da toxicidade do Mnforam utilizados C. elegans selvagens (N2) e mutantes com perda defunção para proteínas das vias MAPKs e AKT. Os vermes foramexpostos ao Mn por 1 h na fase larval L1 utilizando concentrações de2,5 a 100 mM Mn. As cepas com perda de função em akt-1, akt-2 e sgk-1 apresentaram maior resistência ao Mn em comparação com o N2 noteste de viabilidade. Esta resistência pode estar relacionada com aresposta antioxidante. Os vermes N2 apresentaram queda dos níveis deGSH frente à exposição ao Mn, o que não ocorreu nos mutantes paraproteínas da via AKT. A exposição ao Mn induziu aumento daexpressão do gene que codifica o fator de transcrição SKN-1 nosmutantes akt-2 e a enzima antioxidante GCS-1 nos mutantes akt-1.Notavelmente, a expressão de sod-3 encontrava-se aumentada nosvermes akt-1 independente do tratamento com Mn. Porém os neurôniosdopaminérgicos foram degenerados de forma semelhante nos vermes N2e mutantes, avaliados pelo teste comportamental basal slowing eutilizando vermes que expressam proteína verde fluorescente (GFP) nosneurônios dopaminérgicos. Estes resultados sugerem que a via desinalização da AKT participa da toxicidade induzida pelo Mn sobre C.elegans devido ao seu papel de antagonizar os fatores de transcriçãoSKN-1 e DAF-16, que são importantes para a produção de enzimasantioxidantes nos vermes. Entretanto, este efeito não está presente nosneurônios dopaminérgicos. Este estudo documenta que a exposiçãoaguda ao Mn durante um período crítico do desenvolvimento neuralinduz disfunções cognitivas e motoras que duram até a idade adulta emratos. Estas disfunções foram acompanhadas por alterações no sistemade defesa antioxidante, tanto no hipocampo quanto no estriado ealteração no conteúdo e fosforilação de TH. Este estudo demonstra aimportância das vias de sinalização intracelular para a respostaantioxidante induzida pelo metal e caracteriza AKT como umimportante ponto de investigação dentro dos mecanismos de toxicidadeinduzida pelo Mn.<br> / Abstratc: Environmental contamination by metals is a risk factor forpublic health and the central nervous system (CNS) is one of the targetsof these toxic agents. Exposure during CNS development in humans isrelated to late onset damage. Manganese (Mn) is an essential metal, butin excess can cause a syndrome similar to Parkinson's disease, calledmanganism. This study aimed to investigate whether perinatal exposureto Mn in a specific developmental period would alter neurochemical andbehavioral parameters persistently. For this we used neonate maleWistar rats and the nematode worm Caenorhabditis elegans in the L1larval stage. Rats were exposed to saline (control) or intraperitonealMnCl2 (5, 10 or 20 mg/kg/day) from postnatal day (PND) 8 to 12. Thebehavioral tests were performed on PND 60-65. Rats exhibited motorimpairment evaluated in the rotarod test. The short-term memory wasimpaired, evaluated in the object recognition and social recognitiontests. The olfactory discrimination was not affected by Mn. Biochemicalanalysis was performed in striatum and hippocampus on PND 14 and70. On PND 14 Mn treatment induced an increase in catalase activity inthe striatum and glutathione peroxidase (GPx) in the hippocampus. Itwas also observed increased levels of tyrosine hydroxylase (TH) in thestriatum on PND 14. In adulthood we observed reduction in non-proteinthiols (NPSH) levels and increased glial fibrillary acidic protein (GFAP)levels in the striatum and increased catalase and GPx activity in thehippocampus on PND 70. Treatment with Mn caused reduction ofstriatal TH levels on PND 70 with increased phosphorylation at Ser31,suggesting a compensatory activation of the enzyme in response to thereduction of its content. To investigate signaling pathways involved inMn toxicity wild type (N2) and loss of function mutant (for proteins ofthe MAPK and AKT signaling pathways) C. elegans were used. Theworms were exposed to Mn for 1 h at the L1 larval stage usingconcentrations of 2.5 to 100 mM Mn. Strains with loss of function inakt-1, akt-2 and sgk-1 had higher resistance to Mn compared to N2 inthe survival test. This resistance may be related to the antioxidantresponse. The N2 worms had decreased levels of GSH after exposure toMn, which did not occur in AKT pathway mutants. Mn exposureinduced increase in the expression of the gene that codes SKN-1transcription factor in akt-2 mutants and GCS-1 antioxidant enzyme inakt-1 mutants. Notably, the expression of sod-3 was increased in theakt-1 mutant worms independent of Mn treatment. Howeverdopaminergic neurons were similarly degenerated in N2 and mutantworms, evaluated in the basal slowing response test and using wormsexpressing green fluorescent protein (GFP) in dopaminergic neurons.These results suggest that AKT signaling pathway participates in Mninducedtoxicity in C. elegans due to its role antagonizing thetranscription factors SKN-1 and DAF-16, which are important for theproduction of antioxidant enzymes in the worms. However, this effect isnot present in the dopaminergic neurons. This study documents thatacute exposure to Mn during a critical period of neural developmentinduces cognitive and motor dysfunctions that last into adulthood inrats. These disorders are accompanied by changes in the antioxidantdefense system, both in the hippocampus and in the striatum andchanges in the content and phosphorylation of TH. This studydemonstrates the importance of intracellular signaling pathways to theantioxidant response induced by Mn and features AKT as an importantpoint of research into the mechanisms of toxicity induced by Mn.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-06-27T04:20:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345982.pdf: 1452327 bytes, checksum: d8ebe7044b0f0d5ed2f77874dcef74c9 (MD5) Previous issue date: 2017 / O Metilmercúrio (MeHg) é um poluente ambiental produzido por bactérias redutoras no ambiente aquático e bioacumulado na cadeia alimentar aquática. Logo, a principal fonte de exposição do homem ao MeHg ocorre pela ingestão de peixes e frutos do mar contaminados. Uma vez ingerido, o MeHg é capaz de atravessar a barreira hematoencefálica e causar efeitos deletérios ao sistema nervoso central (SNC). O SNC em desenvolvimento é mais susceptível às ações deletérias do MeHg em relação ao do adulto; enquanto que no adulto a exposição causa danos a áreas restritas do SNC, a exposição durante o desenvolvimento causa danos neurológicos mais difusos e generalizados e as consequências destes danos podem persistir até a vida adulta. Por outro lado, os pescados representam uma importante fonte de nutrientes, dentre os quais destacam-se os ácidos graxos poli-insaturados (AGPIs) do tipo ?-3, principalmente os ácidos docosahexaenóico (DHA) e o eicosapentaenoico (EPA), importantes constituintes do SNC. O objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos dos AGPI do tipo ?-3 (DHA e EPA), presentes no óleo de peixe, na modulação da neurotoxicidade induzida pela exposição gestacional e lactacional ao MeHg em filhotes com 22 dias de vida e em adultos com 3 meses de idade. Além disto, investigou-se o efeito de uma segunda exposição ao MeHg em animais adultos expostos ao MeHg e/ou aos AGPIs ?-3 durante o desenvolvimento. Fêmeas prenhas de camundongos Swiss foram divididas em 4 grupos experimentais; o grupo i recebeu água potável e ração controle, o grupo ii recebeu solução de MeHg via água de beber e ração controle, o grupo iii recebeu água potável e ração enriquecida com óleo de peixe e o grupo iv recebeu a ração enriquecida com óleo de peixe e a solução de MeHg via água de beber. Os tratamentos foram veiculados durante os períodos gestacional e de lactação (totalizando 6 semanas). No 21º dia pós-natal (PN 21), os animais foram desmamados e 4 filhotes de cada ninhada foram separados para as análises comportamentais, bioquímicas e morfológicas. A coordenação motora dos animais foi prejudicada e a atividade hipocampal da enzima glutationa peroxidase (GPx) foi diminuida pela exposição ao MeHg e a dieta enriquecida com AGPIs ?-3 não foi capaz de reverter estes danos. O perfil lipídico plasmático e parâmetros de estresse oxidativo não foram afetados pelos tratamentos. A exposição perinatal (período de gestação e lactação) isolada à ração enriquecida com óleo de peixe aumentou a atividade do complexo mitocondrial I, sem alterar a atividade do complexo II. Já o imunoconteúdo de proteínas envolvidas na homeostase sináptica, histogênese e a imunomarcação para proteína fibrilar ácida glial (GFAP-gliose) não mostraram alterações significativas nos filhotes expostos perinatalmente ao MeHg e/ou ração enriquecida com óleo de peixe. O efeito a longo prazo do MeHg e/ou ração enriquecida com óleo de peixe foram avaliados em camundongos machos na vida adulta. Os animais foram alimentados com dieta padrão desde o desmame e, a partir da 10ª semana de vida, foram submetidos a uma segunda exposição ao MeHg via gavagem durante 14 dias. Após 24h do término do tratamento na vida adulta, os camundongos foram avaliados por testes comportamentais e, no dia seguinte, conduzida a eutanásia para coleta de sangue e a dissecção do cerebelo e hipocampo. A exposição perinatal ao MeHg per se causou prejuízo na locomoção e exploração e a dieta enriquecida com óleo de peixe combinada ao MeHg no período perinatal protegeu do dano locomotor em adultos. A exposição ao MeHg na fase adulta prejudicou a coordenação, locomoção e exploração, exceto nos animais que já haviam sido expostos perinatalmente ao MeHg, sugerindo uma possível adaptação a este toxicante. A exposição ao MeHg na vida adulta causou hipercolesterolemia nos animais, exceto nos camundongos expostos perinatalmente aos AGPIs ?-3 via dieta materna, sugerindo um efeito benéfico na vida adulta. Ainda, o tratamento com MeHg na fase adulta diminuiu a atividade da GPx cerebelar nos animais, exceto nos que já haviam sido tratados perinatalmente com MeHg. Por fim, a exposição concomitante ao MeHg e à ração enriquecida com óleo de peixe levou a um maior acúmulo de Hg no cerebelo a longo prazo e a reexposição ao MeHg na fase adulta, exacerbou esta resposta. Em conjunto, estes resultados indicam que a exposição perinatal ao MeHg e aos ácidos graxos ?-3 podem modular respostas a longo prazo e a susceptibilidade frente a uma nova exposição ao MeHg em animais adultos.<br> / Abstract : Methylmercury (MeHg), an organic mercurial, is a well-known toxic compound present in the environment and originated though the methylation of inorganic mercury by sulfate-reducing bacteria in the aquatic environment. MeHg bioaccumulates and biomagnifies in the aquatic food chain; being the fish intake the main source of MeHg exposure. The central nervous system (CNS) is the primary target of MeHg toxicity and the developing brain is highly sensitive to MeHg exposure. Otherwise, fish and shellfish are important sources of several nutrients, such as n-3 fatty acids (PUFAs), particularly the eicosapentaenoic (EPA) and docosahexaenoic (DHA) acids, which play important role in the CNS during pre and postnatal development. We investigated the potential neuroprotective effects of an enriched diet with n-3 fatty acids against the neurotoxic effects of prenatal exposure to MeHg. Animals were exposedin utero until postnatal day (PND) 21 to both MeHg and n-3 fatty acids. Moreover, an additional group received a second MeHg-exposure during adulthood (PND 84). Pregnant mice (GD 1) were randomly settled in 4 experimental groups: (i) Control (tap water and standard chow); (ii) MeHg (diluted in the water); (iii) n-3 enriched diet (tap water and a fish oil enriched-chow) and (iv) n-3+MeHg (a fish oil enriched-chow + MeHg diluted in the water). Treatments were performed throughout gestational and lactation periods (GD 1 to PND 21) and offspring were weaned at PND 21. Twenty-four hours after weaning (PN 22), pups were evaluated through behavioral tests, biochemical, histological and immunohistochemical analyzes. Motor coordination and hippocampal glutathione peroxidase (GPx) activity were impaired by MeHg exposure during development and n-3 enriched-diet was not able to protect these alterations. Perinatal exposure to n-3 enriched-diet per se increased the activity of the mitochondrial complex I, but did not change the activity of complex II. To analyze the long-lasting neurotoxic effects of exposure to MeHg during development and to evaluate the second exposure in the adulthood to MeHg an additional group were made. The animals from each litter were fed with standard diet until PND 70, whereas half of the animals were submitted to a second exposure to MeHg via gavage for 14 days (until PN 84). Twenty-four hours after the last gavage, the adult mice were evaluated by behavioral tests and, on the next day, euthanasia was performed for blood collection and the cerebellum and hippocampal structures were removed for biochemical analyses. Exposure to MeHg during development caused a long-lasting impairment in locomotion and exploration and exposure to n-3 enriched-diet prevented these alterations in adult mice. Exposure to MeHg during adulthood impaired coordination, locomotion and exploration, except in animals that had been exposed previously to MeHg during development, suggesting a possible adaptation to this effect. Interesting, acute exposure to MeHg in adult mice caused hypercholesterolemia, except in mice exposed during the development to n-3 acids via maternal diet, suggesting a long-lasting beneficial effect. Moreover, MeHg treatment to mice during adulthood reduced the activity of cerebellar GPx, except in those animals that had already been exposed perinatally to MeHg. Finally, prenatal exposure to MeHg combined with the n-3-enriched diet increased cerebellar Hg accumulation in adult mice and a second exposure to MeHg exacerbated this effect. Taken together, these results indicate that perinatal exposure to MeHg and n-3 fatty acids may promote a long-lasting behavioral and biochemical modulation on responses and susceptibility to an adult exposure to MeHg in adult animals.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:39:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340544.pdf: 1497161 bytes, checksum: 9c77c37d0ebba2bc564251627f40d803 (MD5) Previous issue date: 2016 / O Manganês (Mn) é um metal essencial extremamente importante para os sistemas biológicos. Contudo, a exposição excessiva ao Mn causa toxidade a diversos órgãos/sistemas, incluindo o sistema nervosos central (SNC). O excesso de Mn pode levar à síndrome conhecida como manganismo, uma condição neuropatológica em que alguns sintomas se assemelham a aqueles encontrados na doença de Parkinson (DP) idiopática. Apesar das similaridades entre ambas as condições, há eventos específicos relacionados à intoxicação por Mn, dentre os quais destaca-se perda neuronal e gliose no globo pálido (GP) e estriado. O objetivo deste estudo foi investigar os possíveis efeitos neurotóxicos da exposição ao MnC12 em um modelo experimental em ratos Wistar de 3 meses de idade, o qual baseou-se na administração de 4 injeções intraperitoneais de uma solução de MnC12 (dose de 25 mg/kg), sendo administrada uma injeção por dia nos dias 1, 3, 5 e 7. Além disso, objetivou-se avaliar a potencial reversibilidade desta toxicidade através da realização de testes comportamentais, bioquímicos e imunohistoquímicos 24 h imediatamente após a última exposição ao MnC12 (dia 8), assim como depois de um período de latência de 30 dias. Vinte e quatro h após a última exposição ao Mn, observou-se uma significativa redução no número de cruzamentos e levantadas no teste do campo aberto e um significativo aumento no número de resvaladas no teste do beam walking nos ratos tratados como MnC12 quando comparados com animais do grupo controle. Não houve diferença significativa entre os grupos nos níveis estriatais de espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), tióis não-proteicos (NPSH), na atividade das enzimas antioxidantes gluationa redutase (GR), glutationa peroxidase (GPx) e superóxido dismutase (SOD), nem na atividade dos complexos I e II da cadeia respiratória mitocondrial. A imunorreatividade para a enzima tirosina hidroxilase (marcadora de neurônios catecolaminérgicos, TH) diminuiu significativamente no estriado dos animais expostos ao Mn 24 h apóis o tratamento, tendo sido normalizado após à latência de 30 dias. Os níveis da proteína ácida fibrilar glial (GFAP) foram significativamente aumentados apenas no globo pálido (GP) dos animais expostos ao Mn somente aos 30 dias após o tratamento. Não houve diferença na imunorreatividade para a enzima glutamato descarboxilase (mercadora de neurônios GABAérgicos, GAD 65). A reversão dos danos motores e da imunomarcação da TH revelam que há um potencial reversibilidade que se segue após o término da exposição ao MnC12. Conclui-se que o desenho experimental deste trabalho se mostrou um bom modelo para se estudar os mecanismos que levam ao manganismo, após uma intoxicação aguda por MnC12. Ainda, a gliose reativa (aumento da reatividade da GFAP) observada no GP aos 30 dias após a exposição sugere a existência de um processo reativo/inflamatório tardio, o qual poderia ser responsável por eventos neurodegenerativos tardios decorrentes da exposição ao Mn.<br> / Abstract : Manganese (Mn) is an essential metal extremely important for biological systems. However, the exposure to excessive Mn causes toxicity to various organ/systems, including the central nervous system (CNS). Importantly, excessive exposure to Mn can lead to the syndrome known as manganism, a neuropathological condition whose symptoms are similar to those found in idiopathic Parkinson's disease (PD). Despite the similarities between both conditions, there are specific events linked only to Mn intoxication such as neuronal loss and gliosis in the globus pallidus (GP) and striatum. The aim of this study was to investigate the potential neurotoxic effects of exposure to MnCl2 in an experimental model with adult (3 months) rats, based on the administration of 4 intraperitoneal injections of MnCl2 (dose of 25 mg/kg), being administered at days 1, 3, 5 e 7. In addition, we aimed to evaluate the potential reversibility of such toxicity by using behavioral, biochemical and immunohistochemical tests 24 hours immediately after the last exposure to MnCl2 (at day 8), as well as after a 30 days latency period . Twenty-four h after the last Mn injection, there was a significant reduction in the number of crossings and rearings in the open field test, as well as a significant increase in footslips in the beam walking test on rats treated with MnCl2 when compared to the control group. There were no significant differences in the striatal levels of thiobarbituric acid-reactive substances (TBARS), nonprotein thiols (NPSH), in the activity of antioxidant enzymes glutathione reductase (GR), glutathione peroxidase (GPx) and superoxide dismutase (SOD), as well as in the activities of complex I and II of the mitochondrial respiratory chain. Tyrosine hydroxilase (a marker of catecholaminergic neurons, TH) immunoreactivity decreased in the striatum of Mn exposed rats at 24 h after treatment, but it returned to control levels after the latency period. The glial fibrillary acidic protein (GFAP) levels increased only in GP at 30 days after Mn exposure. There was no difference in the immunoreactivity for glutamate decarboxylase (a marker of GABAergic neurons, GAD 65). The absence of the motor impairment and changes in TH immunostaining at 30 days after Mn exposure revealed the reversibility of symptoms triggered by MnCl2 exposure. We conclude that the experimental design of this study represents a useful strategy to study the mechanisms that lead to manganism, especially after an acute exposure to MnCl2. Moreover, the observed reactive gliosis (increased GFAP reactivity) in the GP at 30 days after Mn exposure suggests the occurrence of delayed reactive/inflammatory processes, which could be responsible for neurodegenerative events following Mn exposure.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-05-24T17:56:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340544.pdf: 1497161 bytes, checksum: 9c77c37d0ebba2bc564251627f40d803 (MD5) Previous issue date: 2016 / O Manganês (Mn) é um metal essencial extremamente importante para os sistemas biológicos. Contudo, a exposição excessiva ao Mn causa toxidade a diversos órgãos/sistemas, incluindo o sistema nervosos central (SNC). O excesso de Mn pode levar à síndrome conhecida como manganismo, uma condição neuropatológica em que alguns sintomas se assemelham a aqueles encontrados na doença de Parkinson (DP) idiopática. Apesar das similaridades entre ambas as condições, há eventos específicos relacionados à intoxicação por Mn, dentre os quais destaca-se perda neuronal e gliose no globo pálido (GP) e estriado. O objetivo deste estudo foi investigar os possíveis efeitos neurotóxicos da exposição ao MnC12 em um modelo experimental em ratos Wistar de 3 meses de idade, o qual baseou-se na administração de 4 injeções intraperitoneais de uma solução de MnC12 (dose de 25 mg/kg), sendo administrada uma injeção por dia nos dias 1, 3, 5 e 7. Além disso, objetivou-se avaliar a potencial reversibilidade desta toxicidade através da realização de testes comportamentais, bioquímicos e imunohistoquímicos 24 h imediatamente após a última exposição ao MnC12 (dia 8), assim como depois de um período de latência de 30 dias. Vinte e quatro h após a última exposição ao Mn, observou-se uma significativa redução no número de cruzamentos e levantadas no teste do campo aberto e um significativo aumento no número de resvaladas no teste do beam walking nos ratos tratados como MnC12 quando comparados com animais do grupo controle. Não houve diferença significativa entre os grupos nos níveis estriatais de espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), tióis não-proteicos (NPSH), na atividade das enzimas antioxidantes gluationa redutase (GR), glutationa peroxidase (GPx) e superóxido dismutase (SOD), nem na atividade dos complexos I e II da cadeia respiratória mitocondrial. A imunorreatividade para a enzima tirosina hidroxilase (marcadora de neurônios catecolaminérgicos, TH) diminuiu significativamente no estriado dos animais expostos ao Mn 24 h apóis o tratamento, tendo sido normalizado após à latência de 30 dias. Os níveis da proteína ácida fibrilar glial (GFAP) foram significativamente aumentados apenas no globo pálido (GP) dos animais expostos ao Mn somente aos 30 dias após o tratamento. Não houve diferença na imunorreatividade para a enzima glutamato descarboxilase (mercadora de neurônios GABAérgicos, GAD 65). A reversão dos danos motores e da imunomarcação da TH revelam que há um potencial reversibilidade que se segue após o término da exposição ao MnC12. Conclui-se que o desenho experimental deste trabalho se mostrou um bom modelo para se estudar os mecanismos que levam ao manganismo, após uma intoxicação aguda por MnC12. Ainda, a gliose reativa (aumento da reatividade da GFAP) observada no GP aos 30 dias após a exposição sugere a existência de um processo reativo/inflamatório tardio, o qual poderia ser responsável por eventos neurodegenerativos tardios decorrentes da exposição ao Mn.<br> / Abstract : Manganese (Mn) is an essential metal extremely important for biological systems. However, the exposure to excessive Mn causes toxicity to various organ/systems, including the central nervous system (CNS). Importantly, excessive exposure to Mn can lead to the syndrome known as manganism, a neuropathological condition whose symptoms are similar to those found in idiopathic Parkinson's disease (PD). Despite the similarities between both conditions, there are specific events linked only to Mn intoxication such as neuronal loss and gliosis in the globus pallidus (GP) and striatum. The aim of this study was to investigate the potential neurotoxic effects of exposure to MnCl2 in an experimental model with adult (3 months) rats, based on the administration of 4 intraperitoneal injections of MnCl2 (dose of 25 mg/kg), being administered at days 1, 3, 5 e 7. In addition, we aimed to evaluate the potential reversibility of such toxicity by using behavioral, biochemical and immunohistochemical tests 24 hours immediately after the last exposure to MnCl2 (at day 8), as well as after a 30 days latency period . Twenty-four h after the last Mn injection, there was a significant reduction in the number of crossings and rearings in the open field test, as well as a significant increase in footslips in the beam walking test on rats treated with MnCl2 when compared to the control group. There were no significant differences in the striatal levels of thiobarbituric acid-reactive substances (TBARS), nonprotein thiols (NPSH), in the activity of antioxidant enzymes glutathione reductase (GR), glutathione peroxidase (GPx) and superoxide dismutase (SOD), as well as in the activities of complex I and II of the mitochondrial respiratory chain. Tyrosine hydroxilase (a marker of catecholaminergic neurons, TH) immunoreactivity decreased in the striatum of Mn exposed rats at 24 h after treatment, but it returned to control levels after the latency period. The glial fibrillary acidic protein (GFAP) levels increased only in GP at 30 days after Mn exposure. There was no difference in the immunoreactivity for glutamate decarboxylase (a marker of GABAergic neurons, GAD 65). The absence of the motor impairment and changes in TH immunostaining at 30 days after Mn exposure revealed the reversibility of symptoms triggered by MnCl2 exposure. We conclude that the experimental design of this study represents a useful strategy to study the mechanisms that lead to manganism, especially after an acute exposure to MnCl2. Moreover, the observed reactive gliosis (increased GFAP reactivity) in the GP at 30 days after Mn exposure suggests the occurrence of delayed reactive/inflammatory processes, which could be responsible for neurodegenerative events following Mn exposure.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Florianópolis, 2007 / Made available in DSpace on 2012-10-23T13:24:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 270300.pdf: 602667 bytes, checksum: 80fd760352e0585d6912c44ade54ce6d (MD5) / Efeitos neurotóxicos do metilimercúrio sobre os parâmetros comportamentais (relacionados à locomoção) e bioquímicos (relacionados ao estresse oxidativo) em modelos experimentais com camundongos adultos. Susceptibilidade sexo-dependente e potencial efeito protetor dos estrógenos.