A ocorrência de potenciais de ação e neurotransmissores, componentes principais do sistema nervoso animal, em plantas, bactérias e fungos mostra a universalidade dos princípios de sinalização e transmissão de informações na forma de sinais químicos e elétricos em todos os organismos. Esses tópicos de estudo, juntamente com inteligência em plantas e transporte vesicular de auxina, constituem as linhas de pesquisa principais da recém-criada Neurobiologia Vegetal. Entre os neurotransmissores encontrados em plantas, a acetilcolina atua, entre outras situações, no crescimento e desenvolvimento controlado pelo fitocromo e na permeabilidade iônica de membranas. Nesse contexto, foi sugerido que a acetilcolina pode desempenhar um papel importante na regulação do movimento estomático, tendo efeito estimulatório na abertura dos estômatos além de poder atuar na sinalização entre raiz e parte aérea. Dessa forma, foi proposto identificar a presença deste neurotransmissor em plantas de milho hidratadas e submetidas a estresse hídrico, com o objetivo de correlacionar a presença de acetilcolina com as respostas estomáticas de tais plantas. Além disso, foi objetivo do trabalho avaliar parâmetros fisiológicos como potencial hídrico, condutância estomática, transpiração e fotossíntese líquida e suas possíveis relações com a acetilcolina em três folhas das plantas hidratadas e estressadas. Para tanto, foi montado um experimento em blocos casualizados em esquema fatorial (2x3). Os fatores foram: água, nos níveis de hidratação e estresse, e idade das folhas nos níveis folha 4 (mais velha), folha 5 (idade intermediária) e folha 7 (mais jovem). As plantas foram divididas em 20 blocos, contendo uma planta hidratada e uma sob estresse cada e as análises fisiológicas feitas nas três folhas. As plantas foram colocadas em câmara de crescimento tipo BOD com controle de iluminação e temperatura. Após análises fisiológicas, as folhas foram utilizadas para extração e determinação de acetilcolina. Os extratos purificados e secos foram submetidos à pirólise e cromatografia gasosa e as substâncias identificadas por espectrometria de massas. Não foi detectada acetilcolina nas plantas, apesar de estudos anteriores demonstrarem sua ocorrência em folhas e sementes de milho. Hipóteses foram levantadas para explicar tal fato. Quanto as variáveis fisiológicas, o déficit hídrico reduziu em aproximadamente 59% a transpiração, em 65% a condutância estomática e em 59% a fotossíntese das plantas. Condutância estomática e transpiração, condutância e fotossíntese, e transpiração e fotossíntese apresentaram intensa correlação. Já o potencial hídrico teve baixa correlação com essas variáveis. Quanto ao fator idade, folhas 7 apresentaram maiores valores de fotossíntese, condutância e transpiração que as folhas 4 e 5. / The occurrence of action potential and neurotransmitters, the major components of animal nervous system, in plants, bacteria and fungi, shows the universality of signaling principles and information transmission in the way of chemical and electrical signals in all organisms. These study topics, along with plant intelligence and vesicular-based auxin transport, constitute the major research lines of the newly created Plant Neurobiology. Among the neurotransmitters found in plants, the acetylcholine plays a role in phytochromecontrolled growth and development and in membrane ion permeability. In this context, it was suggested that acetylcholine can play an important role in the regulation of stomatal movements, having stimulatory effect in the stomatal opening. In addition it can play a role in root-to-shoot signaling process. Therefore, it was proposed to identify the presence of this neurotransmitter in maize plants hydrated and under water stress, with the aim of correlating the presence of acetylcholine with the stomatal responses of such plants. Moreover, another aim of the study was to evaluate physiological parameters like water potential, stomatal conductance, transpiration rate and net photosynthetic rate and their possible relationship with the acetylcholine in three leaves of hydrated and stressed plants. Therefore, an experiment was set up in randomized block design in 2x3 factorial. The factors were: water, in the levels of hydration and stress, and leaves age in the levels leaf 4 (older), leaf 5 (intermediary age) and leaf 7 (younger). The plants were divided in 20 blocks, and each one has had one hydrated plant and one stressed plant and the physiological analysis was made in three leaves. The plants were placed in B.O.D. growth chamber under controlled conditions of light and temperature. After the physiological analysis, the leaves were used to extraction and determination of acetylcholine. The dried and purified extracts were subjected to pyrolysis and gas chromatography and the substances identified by mass spectrometry. The acetylcholine was not detected in plants, although earlier studies have had demonstrated its occurrence in maize leaves and seeds. Hypotheses were elaborated to explain such fact. Regarding the physiological variables, water stress reduced the plants transpiration rate in 59%, stomatal conductance in 65% and net photosynthesis in 59%. Stomatal conductance, transpiration and photosynthesis were strongly related. On the other hand, the water potential showed weak correlation with that variable. As for the age factor, leaves 7 had higher photosynthetic rates, conductance and transpiration than the leaves 4 and 5.

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Sistemas químicos capazes de produzir radicais livres OH• e O2•-, responsáveis por danos no DNA, foram estudados em diversos tipos de eletrodos de carbono previamente modificados. Nitrofural, RNO2, foi reduzido mono eletronicamente ao seu respectivo nitro ânion radical, RNO2•-, em eletrodo de pasta de carbono modificado superficialmente com um filme de guanina. O nitro ânion radical atacou a guanina imobilizada na superfície do eletrodo e, esta interação in situ, resultou na formação de cátions radicais de guanina (G+•), que ao interagirem com a guanina (G), foram identificados pelo pico de oxidação em voltametria pulso diferencial, VPD, nas formas diméricas de guanina na região positiva de potencial. Os outros sistemas estudados se referem ao desenvolvimento de novos eletrodos de carbono modificados ou ainda a utilização procedimentos de modificações desenvolvidas anteriormente, para a detecção de várias moléculas de importância biológica. O ácido ascórbico (AA), ácido úrico (AU), xantina (XA) e hipoxantina (HX) foram detectados simultaneamente em eletrodo de grafite pirolítico, previamente modificado em solução de dopamina (EGPD), utilizando VPD. Os picos de oxidação, obtidos por voltametria cíclica foram detectados em 51; 393; 765 e 1080 mV vs Ag / AgCl, KCl(sat) para AA, AU, XA e HX, respectivamente. O limite de detecção para XA em presença de 5,0 x10-5 mol L-1 de HX foi 2,3 x10-6 mol L-1 (com sensibilidade de 2,8 A mol-1 L cm2), enquanto que o limite de detecção para HX na presença de 5,0 x10-5 mol L-1 de XA foi de 5,6 x10-6 mol L-1 (com sensibilidade de 1,4 A mol-1 L cm-2). XA e HX foram determinadas em amostras de urina e os valores encontrados foram 0,47 µmol L-1 e 5,9 mol L-1, respectivamente. Serotonina (5-HT) e dopamina (DA) foram determinadas simultaneamente em eletrodo de carbono vítreo, previamente modificado em solução de serotonina (GCE - 5HT). A serotonina foi detectada em 379 mV vs Ag / AgCl, KCl(sat), 31 mV menos positivo daquele observado em eletrodo de carbono vítreo (410 mV), enquanto DA foi detectada a 200 mV. Nenhuma interferência foi observada na presença de (AA), tirosina (Tyr), epinefrina (EP) e noradrenalina (NE). Finalmente, na última etapa do presente trabalho lignina, extraída a partir de licor de Kraft, foi solubilizada em acetonitrila / H2SO4 e a solução resultante utilizada para dispersar nanotubos de carbono de parede múltipla, NTCPM. Esta suspensão foi empregada para modificar a superfície de um eletrodo de carbono vítreo, posteriormente utilizado na detecção de nitrito por VPD no intervalo de concentração de 4,0 x 10-6 ≤ [NO2-] ≤ 8, 0 x 10-5 mol L-1. O complexo formado entre neocuproina e Cu (I), um composto em potencial para geração de radicais livres e promoção de lesões no DNA, foi sintetizado e caracterizado. / Chemical systems, which are able to produce OH• and O2•- free radicals, responsible for damage in DNA, were studied at different carbon modified electrode surfaces. Guanine carbon paste modified electrode was used to promote the nitrofural (RNO2) monoelectronic reduction to its respective nitro anion radical, RNO2•-, which attacked guanine immobilized on the electrode surface. The interaction in situ promoted the formation of guanine cation radicals (G+•) between guanine (G), after a dimerization process, were detected in the positive potential range by Differential Pulse Voltammetry, DPV. The other studied systems refer to development of new carbon modified electrodes or utilization of carbon modified electrodes, previously described, for the detection of several important biological molecules. Ascorbic acid (AA), uric acid (UA), xanthine (XA) and hypoxanthine (HX) were simultaneously detected at pyrolytic graphite electrode, previously modified into dopamine solution (EGPD), using DPV. The oxidation peak potentials, were obtained by cyclic voltammetry at 51; 393; 0.765 and 1080 mV vs Ag/AgCl, KCl(sat) for AA, UA, XA and HX, respectively. The detection limit for XA in presence of 5.0 x10-5 mol L-1 HX was 2.3 x10-6 mol L-1 (with sensibility of 2.8 A mol-1 L cm-2), while the detection limit for HX in presence of 5.0 x10-5 mol L-1 XA was 5.6 x10-6 mol L-1 (with sensibility of 1.4 A mol-1 L cm-2). XA and HX were determined in urine samples and the values founded were 0.47 µM e 5.9 µM, respectively. Serotonin (5-HT) and dopamine (DA) were simultaneously detected at glassy carbon electrode, previously modified in serotonin solution (ECV - 5HT). Serotonin was detected at 379 mV vs Ag/AgCl, KCl (sat), 31 mV less positive potential than that observed at bare glassy carbon electrode (410 mV), while DA was detected at 200 mV. No interference was observed in presence of (AA), tyrosine (Tyr), epinephrine (EP) and noradrenaline (NE). Finally, in the last stage of this work, lignin, extracted from Kraft liqueur, was solubilized in acetonitrile/H2SO4 and used to disperse multi-wall carbon nanotubes, MWNTC. This suspension was used to modify the glassy carbon electrode surface and nitrite was detected, by DPV in the concentration range of 4,0 x 10-6≤ [NO2-] ≤ 8,0 x 10-5 mol L-1. The complex formed between neocuproina and Cu (I), a compound which can produce free radicals and thereby cause damage to DNA, was synthesized and characterized.

A ocorrência de potenciais de ação e neurotransmissores, componentes principais do sistema nervoso animal, em plantas, bactérias e fungos mostra a universalidade dos princípios de sinalização e transmissão de informações na forma de sinais químicos e elétricos em todos os organismos. Esses tópicos de estudo, juntamente com inteligência em plantas e transporte vesicular de auxina, constituem as linhas de pesquisa principais da recém-criada Neurobiologia Vegetal. Entre os neurotransmissores encontrados em plantas, a acetilcolina atua, entre outras situações, no crescimento e desenvolvimento controlado pelo fitocromo e na permeabilidade iônica de membranas. Nesse contexto, foi sugerido que a acetilcolina pode desempenhar um papel importante na regulação do movimento estomático, tendo efeito estimulatório na abertura dos estômatos além de poder atuar na sinalização entre raiz e parte aérea. Dessa forma, foi proposto identificar a presença deste neurotransmissor em plantas de milho hidratadas e submetidas a estresse hídrico, com o objetivo de correlacionar a presença de acetilcolina com as respostas estomáticas de tais plantas. Além disso, foi objetivo do trabalho avaliar parâmetros fisiológicos como potencial hídrico, condutância estomática, transpiração e fotossíntese líquida e suas possíveis relações com a acetilcolina em três folhas das plantas hidratadas e estressadas. Para tanto, foi montado um experimento em blocos casualizados em esquema fatorial (2x3). Os fatores foram: água, nos níveis de hidratação e estresse, e idade das folhas nos níveis folha 4 (mais velha), folha 5 (idade intermediária) e folha 7 (mais jovem). As plantas foram divididas em 20 blocos, contendo uma planta hidratada e uma sob estresse cada e as análises fisiológicas feitas nas três folhas. As plantas foram colocadas em câmara de crescimento tipo BOD com controle de iluminação e temperatura. Após análises fisiológicas, as folhas foram utilizadas para extração e determinação de acetilcolina. Os extratos purificados e secos foram submetidos à pirólise e cromatografia gasosa e as substâncias identificadas por espectrometria de massas. Não foi detectada acetilcolina nas plantas, apesar de estudos anteriores demonstrarem sua ocorrência em folhas e sementes de milho. Hipóteses foram levantadas para explicar tal fato. Quanto as variáveis fisiológicas, o déficit hídrico reduziu em aproximadamente 59% a transpiração, em 65% a condutância estomática e em 59% a fotossíntese das plantas. Condutância estomática e transpiração, condutância e fotossíntese, e transpiração e fotossíntese apresentaram intensa correlação. Já o potencial hídrico teve baixa correlação com essas variáveis. Quanto ao fator idade, folhas 7 apresentaram maiores valores de fotossíntese, condutância e transpiração que as folhas 4 e 5. / The occurrence of action potential and neurotransmitters, the major components of animal nervous system, in plants, bacteria and fungi, shows the universality of signaling principles and information transmission in the way of chemical and electrical signals in all organisms. These study topics, along with plant intelligence and vesicular-based auxin transport, constitute the major research lines of the newly created Plant Neurobiology. Among the neurotransmitters found in plants, the acetylcholine plays a role in phytochromecontrolled growth and development and in membrane ion permeability. In this context, it was suggested that acetylcholine can play an important role in the regulation of stomatal movements, having stimulatory effect in the stomatal opening. In addition it can play a role in root-to-shoot signaling process. Therefore, it was proposed to identify the presence of this neurotransmitter in maize plants hydrated and under water stress, with the aim of correlating the presence of acetylcholine with the stomatal responses of such plants. Moreover, another aim of the study was to evaluate physiological parameters like water potential, stomatal conductance, transpiration rate and net photosynthetic rate and their possible relationship with the acetylcholine in three leaves of hydrated and stressed plants. Therefore, an experiment was set up in randomized block design in 2x3 factorial. The factors were: water, in the levels of hydration and stress, and leaves age in the levels leaf 4 (older), leaf 5 (intermediary age) and leaf 7 (younger). The plants were divided in 20 blocks, and each one has had one hydrated plant and one stressed plant and the physiological analysis was made in three leaves. The plants were placed in B.O.D. growth chamber under controlled conditions of light and temperature. After the physiological analysis, the leaves were used to extraction and determination of acetylcholine. The dried and purified extracts were subjected to pyrolysis and gas chromatography and the substances identified by mass spectrometry. The acetylcholine was not detected in plants, although earlier studies have had demonstrated its occurrence in maize leaves and seeds. Hypotheses were elaborated to explain such fact. Regarding the physiological variables, water stress reduced the plants transpiration rate in 59%, stomatal conductance in 65% and net photosynthesis in 59%. Stomatal conductance, transpiration and photosynthesis were strongly related. On the other hand, the water potential showed weak correlation with that variable. As for the age factor, leaves 7 had higher photosynthetic rates, conductance and transpiration than the leaves 4 and 5.

A neuroimunologia é o ramo da imunologia que estuda a relação entre sistema imune e o sistema nervoso. Muitos estudos têm demonstrado a capacidade direta de neurotransmissores em modular a resposta imune, assim como de citocinas em influenciar funções cognitivas. Neste contexto, o glutamato possui papel de destaque, por se tratar do neurotransmissor excitatório mais importante e mais abundante no sistema nervoso central dos mamíferos. Sua função é exercida através de dois tipos de receptores principais: i) os receptores ionotrópicos (iGluR) e ii) os receptores metabotrópicos (mGluR). A descoberta da expressão de receptores de glutamato em células do sistema imune tem despertado interesse científico, levantando questões acerca de sua expressão e função. No presente trabalho, avaliamos parâmetros como viabilidade celular, linfoproliferação e ativação de MAP quinase pelo receptor NMDAR esplenócitos totais e linfócitos cultivados in vitro. Nossos resultados demonstram que linfócitos em repouso e ativados apresentam diferentes perfis de expressão do receptor NMDAR. O uso do antagonista deste receptor, o MK801, foi capaz de reduzir a proliferação de linfócitos T CD4 e T CD8 estimulados com anti-CD3 em cultura de esplenócitos. Tal redução pode ser explicada por um aumento na taxa de morte celular, o que foi avaliado através de marcação com anexina-V, indicador de apoptose, ou 7-AAD, indicador de necrose. Para entendermos um pouco a respeito da sinalização do receptor NMDAR no sistema imune, avaliamos a fosforilação da MAP quinase ERK 1,2 em linfócitos T CD4 ativados na presença do agonista (NMDA) ou do antagonista (MK801) do receptor. Observamos um aumento na ativação desta quinase na presença de NMDA, o que é revertido na presença do MK801. Ao avaliar o papel do receptor NMDAR in vivo, verificamos uma redução significativa na gravidade da encefalomielite experimental auto-imune em animais tratados com MK801. Mais interessante, esta redução se correlaciona também com uma redução na fosforilação de ERK 1,2 em esplenócitos totais obtidos ao dia 7 pós-imunização. Em resumo, nossos dados sugerem que o receptor NMDA possui o papel de ativador de vias intracelulares importantes, como as da MAP quinase ERK 1,2; e que o seu bloqueio resulta em morte celular in vitro. Logo, isso indica a importância do glutamato como modulador da intensidade da resposta e viabilidade de linfócitos T CD4 e T CD8 in vitro e in vivo. Sendo assim, nossos resultados contribuem para um melhor entendimento dos fenômenos de imunoregulação, especialmente aqueles no campo da neuroimunologia ou neuroimunomodulação. / Neuroimmunology is a field within immunology which studies the relationship between the nervous system and the immune system. Several studies have demonstrated the direct ability of neurotransmitters in modulating the immune response, as for cytokines in influencing cognitive functions. In this context, glutamate stands out for being the most important and abundant neurotransmitter in the mammal central nervous system. Its role is exerted through two main types of receptor: i) ionotropic receptors (iGluR) and ii) metabotropic receptors (mGluR). The discovery of glutamate receptor expression in immune cells has led to scientific interest, raising issues concerning its expression and function. In the present study, we evaluated parameters such as cell viability, lymphoproliferation, and activation of the MAP quinase pathway by the NMDA receptor on total splenocytes and lymphocytes cultured in vitro. Our results demonstrate that naive and activated lymphocytes present different profiles of NMDA receptor expression. The use of MK801, an antagonist for this receptor, was able to reduce the T CD4 and T CD8 lymphocyte proliferation stimulated with anti-CD3 in splenocyte culture. Such reduction may be explained by the increase of the cellular death rate, evaluated by annexin-V staining, indicator of apoptosis or 7-AAD, indicator of necrosis. With the intent of understanding part of the NMDA receptor signaling in the immune system, we evaluated the ERK 1,2 MAP quinase phosphorylation in T CD4 lymphocytes activated in the presence of the agonist (NMDA) or the antagonist (MK801) of the receptor. We observed an increase in this quinase activation in the presence of NMDA, which is reversed by the MK801. When evaluating the role of the NMDA receptor in vivo, we verified a significant reduction in the degree of experimental auto-immune encephalomyelitis in animals treated with MK801. More interesting, this reduction also correlates to a reduction on the phosphorilation of ERK 1,2 in total splenocytes obtained at the seventh day post-immunization. In sum, our data suggest that the NMDA receptor has the role of activating important intracellular pathways, such as the MAP quinases ERK 1,2; and that its blockage results in cellular death in vitro. As so, this indicates the importance of glutamate as a modulator of the intensity of response and the viability of T CD4 e T CD8 lymphocytes in vitro e in vivo. Thus, our result contribute for a better understanding of the immunoregulation phenomena, especially those in the neuroimmunology ou neuroimmunomodulation field.

As reações de alerta e defesa compreendem ajustes cardiovasculares proporcionando um fluxo sangüíneo muscular adequado nas situações de \"luta ou fuga\". As vias centrais e os possíveis neurotransmissores envolvidos nestes ajustes permanecem ainda, em grande parte, desconhecidas. Neste estudo buscamos analisar a participação da neurotransmissão purinérgica e glutamatérgica no núcleo do trato solitário (NTS) na gênese da vasodilatação muscular durante reações de defesa e o papel das vias glutamatérgicas do NTS para o núcleo rostroventrolateral (RVL) nestas respostas. Ratos Wistar machos (250-350 g) foram anestesiados (uretana 600 mg/kg + alpha-chloralose 50 mg/kg, i.v.), paralisados (d-Tubocurarina, 0,5 mg/kg, i.v.) e ventilados artificialmente. Registramos a pressão arterial média (PAM), a freqüência cardíaca (FC) e o fluxo sangüíneo dos membros posteriores (FSMP). A condutância vascular dos membros posteriores (CVMP) foi determinada como a razão FSMP/PAM e expressa como percentagem do valor basal. A estimulação elétrica (EE; 150 MuA; 0,6 ms; 100 Hz; 6 s) do hipotálamo lateral provocou hipertensão, taquicardia e vasodilatação nos membros posteriores. A microinjeção bilateral de suramin (100 pmol/50 nl), um antagonista não específico de receptores P2x no NTS, reduziu a vasodilatação nos membros posteriores durante a EE do hipotálamo (173±19,0 vs 28±14,1% do basal) sem alterar as respostas pressora e taquicárdica. A microinjeção do agonista P2x alpha, beta-methylene ATP (100 pmol/50 nl) no NTS produziu hipotensão, bradicardia e vasodilatação dos membros posteriores. A microinjeção de suramin (100 pmol/50 nl) bloqueou a vasodilatação muscular (76±15,2 vs 9±2,1% do basal) e a hipotensão (-47±4,5 vs -6±2,0 mmHg). A microinjeção de ácido quinurênico (4 nmol/50 nl), um antagonista glutamatérgico ionotrópico não seletivo no NTS bloqueou, de forma semelhante ao suramin, a vasodilatação durante a EE do hipotálamo (134±21,5 vs 27±12,7% do basal) sem alterar as respostas pressora ou taquicárdica. O bloqueio bilateral no RVL com microinjeções de ácido quinurênico reduziu intensamente a resposta hipotensora (-60±6,1 vs -9±3,7 mmHg) e vasodilatadora (126±16,9 vs 17±4,6% do basal) provocada pelas microinjeções de alpha, beta-methylene ATP (100 pmol/50 nl) no NTS. O agonista purinérgico A2a, CGS21680 (20 pmol/50 nl) no NTS, evocou hipotensão, bradicardia e vasodilatação muscular de longa duração. O bloqueio do RVL com ácido quinurênico (4 nmol/50 nl) reduziu a hipotensão (- 41±4,7 vs -7±1,9 mmHg), a bradicardia (-33±9 vs -10±3,1 bpm) e a vasodilatação nos membros posteriores (81±5,6 vs 8±1,5% do basal). Estes resultados sugerem que a vasodilatação muscular nas repostas de defesa depende da ativação de receptores P2x e receptores glutamatérgicos no NTS. Ajustes cardiovasculares por ativação dos receptores purinérgicos P2x e A2a no NTS provocam vasodilatação muscular que depende da liberação de glutamato no RVL, provavelmente ativando interneurônios inibitórios ali presentes. / The electrical stimulation (ES) of the hypothalamus in the rat produces a well- defined pattern of cardiovascular adjustments including hypertension, tachycardia and skeletal muscle vasodilation. These hemodynamic responses can also be observed in natural conditions during fight and/or flight behaviors. However the neural pathways and possible neurotransmitters involved remain largely unknown. In this study we sought to determine the role of purinergic and glutamatergic receptors into the nucleus tractus solitarius (NTS) in the cardiovascular responses induced by hypothalamic ES, also we aimed to analyze the role of glutamatergic neural pathways from the NTS to the rostral ventrolateral medulla (RVLM) in these responses. Male Wistar rats (250-350 g) were anesthetized (urethane 600 mg/kg + alpha-chloralose 50 mg/kg, iv), paralyzed (d-tubocurarine 0.5 mg/kg, iv) and artificially ventilated. Mean arterial blood pressure (MAP), heart rate (HR) and hindquarter blood flow (HQBF) were recorded. Hindquarter vascular conductance (HQVC) was calculated as the ratio HQBF/MAP and expressed as percentage of baseline. Hypothalamic ES (6s trains, 0.6 ms square pulses, 100 Hz, 150 MuA) evoked a transitory hypertension, tachycardia and hindlimb muscle vasodilation. After bilateral microinjections of suramin (100 pmol /50 nl), a non-specific P2x receptor antagonist, into the NTS the hindlimb vasodilation was reduced (173±19.0 vs 28±14.1% of baseline), even so the transitory hypertension and tachycardia remained unchanged. A similar vasodilation reduction (134±21.5 vs 27±12.7% of baseline) was observed after microinjections of kynurenic acid bilaterally at the same NTS sites. Microinjections of the P2x receptor agonist alpha, beta-methylene ATP (100 pmol/50 nl) into the NTS produced hypotension, bradycardia and hindlimb muscle vasodilation. Bilateral microinjections of suramin at the same NTS site reduced the hypotension (-47±4.5 vs -6±2.0 mmHg) and the vasodilation (76±15.2 vs 9±2.1% of baseline). After bilateral microinjection of kynurenic acid into the RVLM, both hypotension (-60±6.1 vs -9±3.7 mmHg) and the vasodilation response (126±16.9 vs 17±4.6% of baseline) induced by alpha, beta- methylene ATP into the NTS were reduced. The A2a agonist CGS21680 (20 pmol/50 nl) into the NTS produced a long-lasting hypotension, bradycardia and hindlimb vasodilation. Bilateral RVLM glutamatergic blockade reduced the hypotension (-41±4.7 vs -7±1.9 mmHg), the tachycardia (-33±9.0 vs -10±3.1 bpm) and the muscle vasodilation (81±5.6 vs 8±1.5% of baseline) when CGS21680 was injected into the NTS. Therefore the results suggest that in alerting defense reaction, hindquarter vasodilation is mediated by NTS P2x and also by glutamatergic receptors into the intermediate NTS. Cardiovascular responses evoked by either P2x or A2a receptors stimulation in the NTS are mediated by glutamatergic synapses into the RVLM probably through activation of inhibitory interneurones in this area.

A moxidectina (MOX) é um antiparasitário utilizado na clínica veterinária. Em mamíferos seu mecanismo de ação envolve o ácido ?-aminobutírico (GABA), um neurotransmissor que tem papel relevante na regulação dos comportamentos sexual e motor. Dados anteriores por nós obtidos mostraram que a MOX prejudicou o comportamento sexual e a coordenação motora de ratos machos avaliados na trave elevada. Assim, dando continuidade a esse estudo, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da administração da dose terapêutica de MOX (0,2 mg/kg) na motivação sexual e ereção peniana de ratos machos, bem como estudar seu envolvimento em diferentes sistemas de neurotransmissão central. Em todos os experimentos os ratos do grupo experimental receberam a MOX por via subcutânea (SC); e os ratos do grupo controle receberam 1 ml/kg de óleo de amêndoas pela mesma via, e foram avaliados após 72 h. A motivação sexual foi avaliada em um aparelho constituído de uma arena e dois compartimentos separados desta por tela de arame; num compartimento foi colocado um rato macho experiente e no outro uma fêmea sexualmente receptiva. Neste aparelho foi medido o tempo que o rato permaneceu nas proximidades de cada compartimento. Os resultados obtidos neste experimento não mostraram diferenças significantes entre os grupos. A ereção peniana foi induzida pela administração SC de 80 ?g/kg de apomorfina, sendo avaliadas a latência e a freqüência de ereção. Os resultados mostraram aumento da latência e redução da freqüência de ereção peniana dos animais tratados com MOX, enquanto que a administração dos antagonistas GABAérgicos (biculina e faclofen) não alterou estes parâmetros. Por outro lado, observou-se que a biculina (antagonista GABAA) reverteu os efeitos da MOX na ereção peniana, enquanto o faclofen aumentou a freqüência de ereção peniana em ratos tratados com a MOX. Quanto aos níveis hipotalâmicos e estriatais de neurotransmissores e metabólitos, observou-se que a MOX reduziu os níveis estriatais de dopamina e de seu metabólito ácido homovanílico (HVA) e também os níveis hipotalâmicos de GABA. Estes dados sugerem que a MOX embora não interfira na motivação sexual, prejudica o desempenho sexual avaliado pela ereção peniana. Esse efeito da MOX pode ser atribuído a sua ação em receptores GABAA, os quais modulam receptores tipo B, aumentando a liberação de GABA, e 72 h depois, conseqüente redução dos níveis deste neurotransmissor no hipotálamo (uma das áreas centrais envolvidas com o comportamento sexual) e também dos níveis de dopamina e seu metabólito HVA no estriado, área do sistema nervoso central relacionada com a função motora e na qual neurônios GABAérgicos modulam a atividade de neurônios dopaminérgicos. / The moxidectina (MOX) is an antiparasitic drug used in veterinary clinic. In mammals its mechanism of action involves GABA, neurotransmitter that has an important role in the regulation of the sexual and motor behaviors. Previous data showed that MOX impair male rat\'s sexual behavior and motor coordination observed at wooden dowel. The objective of the present work was to evaluate the effects of therapeutic dose of MOX (0.2 mg/kg) in sexual motivation and penile erection of male rats, as well as to study its involvement in different central systems of neurotransmission. In all experiments the rats of experimental groups received MOX subcutaneous (SC), and the rats of control groups received 1.0 mL/kg of almonds oil (SC), and were observed after 72h. Sexual motivation test was performed in an arena with two cages, separate from the arena with a wall of wire screen; in one cage was put an intact male rat and in the other one, a sexually receptive female. In this test was measured the time that the rats stayed near of each cage. The data obtained in this experiment didn\'t show any significant differences among the groups. The penile erection (PE) was induced by 80 ?g/kg of Apomorphine (SC), being evaluated the latency to and frequency of PE. The results showed increased latency and reduction of the frequency of PE of animals treated with MOX, while the GABAergic antagonists\' administration (Biculline and Phaclofen) didn\'t change these parameters. On the other hand, it was observed that the Biculline (GABAA antagonist) reversed the effects of MOX in PE, while the Phaclofen increased the frequency of PE in rats treated with MOX. About Hypothalamic and Striatal neurotransmitters levels and their metabolites, was observed that MOX reduced Dopamine (DA) and its metabolite homovanillic acid (HVA) striatal levels and hypothalamic GABA levels. These data suggest that MOX although doesn\'t interfere in sexual motivation, impair sexual performance evaluated by penile erection. This effect of MOX can be attributed to its action in GABAA receptors, which modulate type B receptors, increasing GABA release, and consequent reduction of its levels in the Hypothalamus (one of the central areas involved with sexual behavior) and also, reduction of the DA and its metabolite HVA striatal levels. Striatum is a central nervous system area related with motor function in which GABAergic neurons modulate the activity of dopaminergic neurons.

Resumo A nicotina é um alcalóide encontrado em cigarros de tabaco sendo um dos maiores responsáveis pelo vício e por problemas associados ao tabagismo. Com relação ao vício, que é um fenômeno comportamental complexo, ressaltamos a ação da nicotina como um potente agente viciante que altera não só mecanismos celulares como também comportamentais e de aprendizagem. O trabalho para a reversão do vício a drogas como a nicotina é bastante difícil de modo que intervenções alternativas, como o exercício físico, são práticas que têm estado cada vez mais em evidência. Após tratarmos cronicamente ou não ratos com nicotina durante 60 dias e submetê-los ou não a atividade física espontânea por 7 semanas, verificamos que nem o tratamento crônico com a droga e nem a atividade física alteraram parâmetros como o peso e a pressão arterial média dos ratos bem como a marcação para o RNAm da enzima tirosina hidroxilase na Área Tegmental Ventral e da glutaminase no Córtex Pré-Frontal. Porém, verificamos alterações na frequência cardíaca e na ansiedade dos ratos, além do RNAm da glutaminase e do fator neurotrófico derivado do cérebro em áreas hipocampais, sugerindo que ambos o treinamento físico espontâneo e o tratamento crônico com nicotina podem alterar o comportamento, a ansiedade e a memória dos ratos utilizados. / Resumo A nicotina é um alcalóide encontrado em cigarros de tabaco sendo um dos maiores responsáveis pelo vício e por problemas associados ao tabagismo. Com relação ao vício, que é um fenômeno comportamental complexo, ressaltamos a ação da nicotina como um potente agente viciante que altera não só mecanismos celulares como também comportamentais e de aprendizagem. O trabalho para a reversão do vício a drogas como a nicotina é bastante difícil de modo que intervenções alternativas, como o exercício físico, são práticas que têm estado cada vez mais em evidência. Após tratarmos cronicamente ou não ratos com nicotina durante 60 dias e submetê-los ou não a atividade física espontânea por 7 semanas, verificamos que nem o tratamento crônico com a droga e nem a atividade física alteraram parâmetros como o peso e a pressão arterial média dos ratos bem como a marcação para o RNAm da enzima tirosina hidroxilase na Área Tegmental Ventral e da glutaminase no Córtex Pré-Frontal. Porém, verificamos alterações na frequência cardíaca e na ansiedade dos ratos, além do RNAm da glutaminase e do fator neurotrófico derivado do cérebro em áreas hipocampais, sugerindo que ambos o treinamento físico espontâneo e o tratamento crônico com nicotina podem alterar o comportamento, a ansiedade e a memória dos ratos utilizados.

Os escorpiões são um dos grupos de animais mais antigos da Terra. Eles são artrópodes e pertecem a classe Arachinida e Ordem Scorpionida. A família Buthidae compreende as espécies responsáveis pelos acidentes graves em humanos, incluindo a espécie Tityus serrulatus, o maior responsável por esses acidentes no Brasil. A peçonha do T. serrulatus contém diversas neurotoxinas que agem especificamente em canais para sódio, potássio e cálcio da membrana plasmática de células excitáveis, causando massiva liberação de neurotransmissores.As toxinas escorpiônicas podem ser usadas como ferramentas nos estudos de estrutura e função desses canais iônicos sensíveis a voltagem e também no estudo de liberação e captação de neurotransmissores. As toxinas escôrpionicas específicas para canais para sódio sensíveis a voltagem são as principais responsáveis pelos efeitos do envenenamento por estes artrópodes e podem ser classificadas em duas classes: toxinas e . As -toxinas retardam a inativação desses canais induzindo assim um prolongamento na fase de repolarização do potencial de ação. As - toxinas alteram a dependência de voltagem de ativação dos canais para sódio para potenciais mais negativos provocando potenciais de ação espontâneos e repetitivos. As toxinas específicas para canais para potássio (KTx) são geralmente peptídeos pequenos e de caráter básico, formados por 23-43 aminoácidos estabilizados por 3-4 pontes dissulfeto. As KTx são classificadas em 4 subfamílias:, , , . Neste trabalho, uma nova neurotoxina do escorpião T. serrulatus foi isolada e caracterizada bioquímica e funcionalmente. A toxina foi testada em ampla variedade de canais incluindo 5 subtipos de canais para sódio (Nav1.4; Nav1.5; Nav1.6; Nav1.8 e DmNav1) e 12 diferentes tipos de canais para potássio (Kv1.1 a Kv1.6; Kv2.1; Kv3.1; Kv4.2; Kv4.3; Shaker IR e hERG). A peçonha bruta solúvel foi fracionada em cromatografia de troca iônica em coluna CM-Celulose-52 (2,5 cm x 63 cm), previamente equilibrada e eluída com tampão NH4HCO3 (pH 7,8). Essa primeira etapa cromatográfica permitiu a separação de 13 frações nomeadas de I XIII. A fração X foi submetida à cromatografia de fase reversa em sistema de cromatografia líquida de alta eficiência em que a toxina pura Ts15 pode ser obtida. Seu sequenciamento amino-terminal demonstrou que esse peptídeo possui 36 resíduos de aminoácidos estabilizados por 3 pontes dissulfeto. A massa molecular obtida por espectrometria de massa foi de 3956 e o pI predito pelo programa ProtParam foi de 8,86, no entanto, o pI determinado por focalização isolelétrica foi maior que 9,3. Os experimentos de eletrofisiologia utilizando as técnicas patch clamp e two microelectrode voltage clamp mostraram que a toxina Ts15 bloqueia preferencialmente os subtipos de canais para potássio Kv1.2 e Kv1.3 com IC50 de 196 ± 25 nM e 508± 67 nM respectivamente. Os ensaios de captação de neurotransmissores em sinaptosomas de cérebro de rato foram realizados adicionando 3H-GABA e 3H-Glu na presença e ausência de diferentes concentrações da toxina Ts15. Não foram observados efeitos nos canais para sódio em todas as concentrações testadas assim como na captação do GABA. Porém, foi observado aumento significante na captação do glutamato em todas as concentrações testadas, provavelmente como resultado de efeito secundário da ação da Ts15 em canais para potássio sensível a voltagem. Em conclusão, a Ts15 pode ser considerada um autêntico novo tipo de toxina escorpiônica, com afinidade para canais para potássio Kv1.2 e Kv1.3 e capaz de aumentar a captação de glutamato. Essa toxina é o único membro da nova subfamília -Ktx21 e portanto nomeada -Ktx21.1 / Scorpions are one of the most ancient groups of animals on earth. They are arthropods and belong to the class Arachinida and Order Scorpionida. The Buthidae family comprises the species that are really dangerous for human, including Tityus serrulatus that is responsible for most severe accidents in Brazil. T. serrulatus venom contains several neurotoxins that specifically act on sodium, potassium or calcium channels in excitable membranes, causing a massive release of neurotransmitters and leading to the stimulation of the autonomic nervous system. Since ion channels play important roles in many physiological processes, scorpion toxins have been used as tools for studies of the neurophysiological mechanisms involving voltage-gated ion channels and neurotransmitter release/uptake. Voltage-gated Na+ channel (Nav channel) toxins are mainly responsible of the harmful effects of scorpion venom and can be classified into two classes: and -neurotoxins. The -toxins retard Nav channel inactivation and induce a prolongation of the repolarization phase of the action potential. The -toxins shift the voltage dependence of Nav channel activation to more negative potentials that result in an increased tendency of the cell to fire spontaneously and repetitively. Voltage-gated potassium channel toxins (KTxs) are basic short chain peptides comprising 23-43 amino acid residues that can be cross-linked by 3 or 4 disulfide bridges. KTxs are classified into four large families: , , and . These peptides display varying selectivity and affinity for different Kv channel subtypes. In this work, a novel toxin from the T. serrulatus venom was isolated, biochemistry and pharmacologically characterized using a wide electrophysiological screening on 5 different subtypes of Nav channels (Nav1.4; Nav1.5; Nav1.6; Nav1.8 and DmNav1) and 12 different subtypes of Kv channels (Kv1.1 - Kv1.6; Kv2.1; Kv3.1; Kv4.2; Kv4.3; Shaker IR and hERG). The crude soluble T. serrulatus venom was fractionated by ion exchange chromatography on a CM-cellulose-52 column (2.5 cm x 63.0 cm), which was equilibrated and eluted with NH4HCO3 buffer (pH 7.8). This chromatography allowed the separation of 13 fractions which were named I to XIII. Fraction X was submitted to a reverse-phase C18 (0.46 cm x 25 cm) high performance liquid chromatography (RP-HPLC) and the pure toxin, Ts15, could be obtained. The amino acid sequence of this novel peptide showed that it contains 36 amino acids and is cross-linked by 3 disulfide bridges. The molecular mass of Ts15 (3956) was obtained by electrospray (ESI) triple-quadrupole mass spectrometry and its pI value (8,86) was predicted by ProtParam program. However, the pI determined by isoeletric focusing was greater than 9,3. Electrophysiological experiments using patch clamp and the two electrode voltage clamp technique, showed that Ts15 preferentially blocks Kv1.2 and Kv1.3 channels with IC50 value of 196 ± 25 and 508 ± 67 nM, respectively. Uptake assays were performed by adding 3H-GABA and 3H-Glu, in the absence (controls) or presence of different concentrations of Ts15, on isolated rat brain synaptosomes. No effect on Nav channels was observed, in all tested concentrations, as well as for GABA uptake. However, Ts15 induced a significant increase of the glutamate uptake, probably as a secondary effect of its action on Kv channels. In conclusion, Ts15 can be considered a bonafide novel type of scorpion toxin that presents high affinity by Kv1.2 and Kv1.3 channels and was able to increase the glutamate uptake. It is the unique member of the new -Ktx21 subfamily and therefore was named -Ktx21.1

O córtex pré-frontal medial (PFCm) é caracterizado por entradas glutamatérgicas e dopaminérgicas que convergem sobre os mesmos neurônios alvos. Devido à escassa informação sobre as bases anatômicas das interações entre a dopamina (DA) e o glutamato (Glu), mapeamos a distribuição de subunidades (Su) de receptores (Rs) de Glu do tipo AMPA, NMDA e kainato no PFCm e investigamos a sua expressão em neurônios contendo a fosfoproteína DARPP-32 e em interneurônios. Os resultados mostram que as Su GluR2/3 dos Rs do tipo AMPA são as mais amplamente distribuídas no PFCm e expressas em todos os neurônios DARPP-32+. GluR2/3 é também amplamente co-localizado com as Su NMDAR1 dos Rs de Glu do tipo NMDA e GluR5/6/7 dos Rs do tipo kainato. Em contraste, as Su GluR1 e GluR4 são somente fracamente expressos no PFCm e não são co-localizados com DARPP-32, porém com GABA ou parvalbumina. Os resultados indicam que as Su GluR2/3, NMDAR1 e GluR5/6/7 são amplamente expressos em neurônios piramidais DARPP-32+ enquanto GluR1 e GluR4 são predominantemente expressos em interneurônios do PFCm. / The medial prefrontal cortex (PFCm) is characterized by glutamatergic and dopaminergic afferents that converge on the same target neurons. Since there is only limited information about the anatomical bases for interactions between dopamine (DA) and glutamate (Glu), we mapped the distribution of AMPA, NMDA and kainate Glu receptor (Rs) subunits (Su) in the PFcm and investigated their expression in neurons containing the phosphprotein DARPP-32 and in interneurons. Results show that the Su GluR2/3 of AMPA type Rs are the most prominently distributed in the PFCm and expressed in all neurons DARPP-32+. GluR2/3 is also widely co-localized with the NMDA type Su NMDAR1 and the Kainate Su GluR5/6/7. In contrast, the Su GluR1 and GluR4 are only weakly expressed in the PFCm and are not colocalized with DARPP-32 but with GABA or parvalbumin. Results indicate that the Su GluR2/3, NMDAR1, and GluR5/6/7 are prominently expressed in DARPP-32+ pyramidal neurons, whereas GluR1 and GluR4 are predominantly expressed by interneurons in the PFC.