Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work valued the sensibility of the acetylcholinesterase from different sources and brain regions at nicotine in vitro, and the effects of the acute and subchronic exposures at the alkaloid on the brain acetylcholinesterase and serum cholinesterase activities, body weight gain and cerebral weight of female rats. The activity of cholinesterases was determined by spectrophotometric method of Ellman (1961), using acetylthiocholine as substrate. In the nicotine in vitro study, the enzymatic analysis was performed with nicotine concentrations ranging from 0 to 1 mM and substrate concentration of 0 -1 mM. In the ex vivo enzymatic assay, 0.8 mM of acetyltiocholine was used. The results regarding at the effects of the nicotine in vitro demonstrated that the enzyme activity from rat brain, human blood and purified of Electric Eel was competitively inhibited by lower nicotine concentrations. The similar effect may be due to the predominance of the G4 molecular globular form in these three sources. The acetylcholinesterase activity from brain structures: cortex, striatum, hippocampus, hypothalamus and cerebellum, was inhibited by nicotine. Considering the IC50, the inhibitory effect was similar among the structures, although the striatum and cortex enzyme seems to be more sensitive, whereas the hypothalamus seems to be less sensitive to alkaloid. The kinetics constants calculated by Michaelis-Menten methods for striatum, cortex and hypothalamus demonstrated that the nicotine induce an increase of Km and a decrease of Vmax. These results showed that the increase of the substrate concentration was not enough for to reach the original Vmax (absence of inhibitor), even in the presence of the low nicotine concentrations. The effects of ex vivo nicotine exposure were investigated after acute or subchronic alkaloid administration. Female Wistar rats with 30 days old received one dose of 0, 0.5, 1 or 5 mg/kg (i.p.) of nicotine (acute exposure) and 10 minutes later were anesthetized and killed by decapitation. Brain was removed and homogenized, the blood was colleted and both centrifuged for obtain the S1 fraction and serum, respectively. In the subchronic exposure, female Wistar rats of 30 days old received doses of 0, 0.5 or 1.0 mg/kg (s.c.) of nicotine for 15 or 30 days, administered twice a day (0, 1 or 2 mg/kg/day). The animals were weighed every two days and killed 12 h after the last injection. The brain and the blood were prepared as previously described. The results demonstrated that the cerebral AChE and serum ChE activities were not changed by acute or subchronic exposure (15 or 30 days) at nicotine. The body weight gain and the cerebral weight also were not altered by alkaloid exposure. The absence of effect on the enzymatic activities ex vivo may be related at least the two possibilities: low levels of nicotine reached in vivo; or a possible enzymatic inhibition present in vivo induced by treatments but not apparent due to substrate excess assayed ex vivo, since the in vitro inhibitory effect of the nicotine on the AChE presents an competitive component. / Este trabalho avaliou a sensibilidade da enzima acetilcolinesterase de diferentes fontes e regiões cerebrais à nicotina in vitro, e os efeitos da exposição aguda e subcrônica ao alcalóide sobre as atividades da acetilcolinesterase cerebral e colinesterase sérica, ganho de peso corporal e peso cerebral de ratas. As atividades enzimáticas foram determinadas segundo o método espectrofotométrico de Ellman (1961), utilizando-se acetiltiocolina como substrato. No estudo in vitro, os efeitos da nicotina foram analisados em concentrações que variaram de 0 a 1 mM do alcalóide e de 0 a 1 mM de substrato. Nos ensaios enzimáticos ex vivo foram utilizadas concentrações fixas de 0,8 mM de acetiltiocolina. Os resultados referentes aos efeitos da nicotina in vitro demonstram que a atividade da enzima de cérebro de ratas, de sangue humano e purificada de órgão Elétrico de Enguia foi inibida competitivamente pelas menores concentrações de nicotina testadas. O efeito semelhante sobre as três fontes pode ser conseqüência da predominância da forma molecular G4 da enzima. A atividade da acetilcolinesterase das estruturas cerebrais: córtex, estriado, hipocampo, hipotálamo e cerebelo, mostrou-se inibida pela nicotina. De acordo com o IC50, o efeito inibitório foi similar entre as estruturas, embora a enzima de estriado e córtex tenha sido mais sensível e a de hipotálamo menos sensível ao alcalóide. As constantes cinéticas calculadas de acordo com o método de Michaelis-Menten para estriado, córtex e hipotálamo demonstraram que a nicotina induz um aumento de Km e diminuição de Vmax. Estes resultados revelam que o aumento da concentração de substrato não foi suficiente para recuperar a velocidade da reação, mesmo na presença das menores concentrações de nicotina. Os efeitos da nicotina ex vivo foram investigados administrando-se o alcalóide aguda ou subcronicamente. Ratas Wistar com 30 dias de idade receberam uma dose de 0, 0,5, 1,0 ou 5,0 mg/kg (i.p.) de nicotina (exposição aguda) e após 10 minutos foram anestesiadas e mortas por decapitação. O cérebro foi removido e homogeneizado, o sangue coletado e ambos submetidos à centrifugação a fim de obter-se a fração S1 e soro, respectivamente. Na exposição subcrônica, ratas Wistar de 30 dias receberam doses de 0, 0,5 ou 1,0 mg/kg (s.c.) de nicotina por 15 ou 30 dias, 2 vezes ao dia (0, 1,0 ou 2,0 mg/kg/dia). Os animais foram pesados a cada 2 dias e 12 horas após a administração da última dose foram sacrificados. O cérebro e o sangue foram preparados como descrito anteriormente. Os resultados demonstram que as atividades da AChE cerebral e ChE sérica não se apresentaram modificadas pela exposição aguda ou subcrônica (15 ou 30 dias) à nicotina. O ganho de peso corporal e o peso cerebral também não foram alterados pela exposição ao alcalóide. A ausência de efeitos da nicotina sobre as atividades enzimáticas ex vivo pode estar relacionada pelo menos a duas hipóteses: níveis baixos de nicotina atingidos in vivo; ou uma possível inibição enzimática presente in vivo induzida pelos tratamentos, mas não aparente devido ao excesso de substrato ensaiado ex vivo, uma vez que o efeito inibitório da nicotina sobre a AChE in vitro possui um componente competitivo.

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No. of bitstreams: 1 paulacristinagomes.pdf: 1129401 bytes, checksum: 7d920a1adfc5019cb0513119b506da14 (MD5) Previous issue date: 2015-08-12 / A pesquisa objetivou analisar o consumo de bebida alcoólica e tabaco entre trabalhadores de enfermagem de uma Universidade Pública, suas consequências para saúde, perfil socioeconômico e demográfico desses trabalhadores; identificou o consumo e sintomas de dependência do álcool e da nicotina. Para tal realizou-se uma pesquisa exploratória transversal, compondo a população do estudo 129 trabalhadores, auxiliares (24%) e técnicos de enfermagem (51,2%) e enfermeiros (24,8%), da instituição compreendendo o hospital de ensino e o campus universitário. A análise dos dados foi realizada através de estatística descritiva e inferenciais das variáveis socioeconômicos e demográficos, níveis de dependência à nicotina padrão de consumo de álcool. Para análise do AUDIT (Alcohol Use Disorders Identification Test), teste utilizado para categorizar os padrões de consumo de álcool, apresentamos o nível de consumo de álcool em relação aos trabalhadores e em seus níveis profissionais (auxiliar de enfermagem, técnico de enfermagem e enfermeiro) para evidenciar possíveis diferenças. Procedendo da mesma com os resultados do teste de Fagerstrom, utilizado para classificar o nível de depêdencia à nicotina. A população do estudo foi composta em sua maioria por mulheres (74,4%), com idade média de 48 anos (sendo a mínima 24 e a máxima 64), casadas ou em união estável (69,8%) possui filhos (73,4%). O rendimento familiar entre 4 a 10 salários mínimos (73,2%) e pós graduada (58,3%). Relata apenas um vínculo empregatício (72,1%), trabalha em regime diarista ou plantonista (51,2%), com carga horária inferior a 40 horas (71,3%), trabalha em turno diurno (53,1%) faz plantões extras (75,2%). O consumo de álcool foi relatado por 58,6% dos trabalhadores de enfermagem, segundo o teste AUDIT o padrão de consumo de baixo risco prevaleceu (86,2%). O uso do tabaco foi apontado por 8,8% dos trabalhadores e a aplicação do Teste de Fagerstrom revelou nível de dependência a nicotina baixo (50% dos tabagistas). A associação entre o padrão de consumo de álcool e o tabagismo apresentou significância estatística (p=0,042) evidenciando que aqueles que revelaram padrão de consumo mais prejudicial também faziam ou fizeram uso de tabaco. Também foi verificado significância estatística entre padrão de consumo de álcool e sexo (p=0,004) apontando que os homens possuem um consumo de maior risco quando comparado ao das mulheres. As contribuições do estudo para enfermagem no âmbito da saúde do trabalhador foi permitir conhecer o perfil socioeconômico e demográfico dos trabalhadores de enfermagem dessa instituição. Bem como verificar os padrões de consumo de bebida alcoólica e tabaco. Colaborar para fomentar à literatura em relação aos trabalhadores de enfermagem. Possibilitar que esses trabalhadores possam conhecer a situação de saúde e com isso ganhar autonomia de buscar padrões mais saudáveis de vida e também instrumentalizar a equipe de ação de saúde do trabalhador no sentido de oferecer subsídios para uma abordagem mais efetiva e direcionada à sua população. / The research aimed to analyze the consumption of alcohol and tobacco among nursing workers of a public university, consequences for their health, socioeconomic and demographic profile of these workers; has identified consumption and symptoms of alcohol dependency and nicotine dependence. For this realized a transversal exploratory survey, the studied population 129 workers, nurses (24%) and practical nurse (51.2%) and nurses (24.8%) the institution involves the teaching hospital and the university campus. We consider eligible: the effective university research scenario, in exercise of the function. Ineligible: absent workers by reason of sick leave or qualification / training and shift to another institution. Data analysis was carried out by descriptive statistics and inferential of socioeconomic and demographic variables, dependency levels to nicotine standard of alcohol use. AUDIT analysis of the level of alcohol consumption compared to nursing professionals. ranked the classes of nursing: nurses, nursing technician and nursing assistant in order to view the possible levels of formations that make up the nursing differences. Proceeding in the same with the results of the Fagerstrom Test. The study population consisted mostly of women (74.4%) with mean age of 48 years (with a minimum 24 and maximum 64), married or in a stable relationship (69.8%) have children (73,4%). Household income 4 to 10 minimum wages (73.2%) and postgraduate (58.3%). Reports only employment (72.1%), working in diarist or duty physician regimen (51.2%), workload less than 40 hours per week (71.3%), working on day shift (53.1%) causes shifts extras (75.2%). Alcohol use was reported by 58.6% of nursing staff, the AUDIT (Alcohol Use Disorders Identification Test) test used to categorize patterns of alcohol use, has identified the standard of low-risk drinking prevailed (86.2%). Tobacco use was reported by 8.8% of workers and the implementation of the Fagerstrom test revealed the low nicotine dependence level (50% of smokers). The association between standard alcohol consumption and smoking was statistically significant (p = 0.042) evidencing that who have revealed most harmful consumption patterns also did or made use of tobacco. It also found statistical significance between pattern of drinking and sex (p = 0.004) indicating that men have a higher risk of consumption when compared to women. The contributions of the study for nursing within the workers' health was possible to know the socioeconomic and demographic profile of nursing workers of the institution. And to identify the patterns of consumption of alcoholic beverages and tobacco. Collaborate to promote the literature regarding the nursing workers. Enable these workers to know the health status and with that become autonomous to seek healthier living standards and also equip the worker's health action team in order to offer subsidies for a more effective and targeted approach to its population.

As ações cardiovasculares decorrentes do tabagismo devem-se principalmente à nicotina. O alcalóide exerce suas funções quando na corrente sangüínea, mas também atravessa a barreira hemato-encefálica onde pode participar da regulação de sistemas de neurotransmissão importantes para o controle central da pressão arterial e, eventualmente, desenvolvimento da hipertensão. Portanto, o abuso à nicotina pode ser especialmente relevante para indivíduos com predisposição genética à hipertensão. Desta forma, os objetivos do presente trabalho foram o de estudar os sistemas de neurotransmissão em núcleos encefálicos envolvidos no controle cardiovascular após tratamento crônico periférico com nicotina, assim como avaliar a influência da nicotina sobre o desenvolvimento da hipertensão essencial em ratos espontaneamente hipertensos (SHR) e compará-los a ratos normotensos (WKY). Para isso, utilizaram-se técnicas como a imunohistoquímica, análise da ligação de receptores, hibridização in situ, cultura de células neuronais e gliais, PCR em tempo Real e Western Blotting. Nossos resultados demonstraram que o tratamento crônico com nicotina não só antecipou o desenvolvimento como também intensificou a hipertensão nos animais SHR. Os ratos WKY não tiveram a pressão arterial alterada. De modo geral, o efeito do alcalóide sobre os sistemas catecolaminérgico e do neuropeptídeo Y não parece ter relação com a antecipação e a intensificação da hipertensão nos ratos SHR. O sistema glutamatérgico está, pelo menos em parte, relacionado à antecipação e intensificação da hipertensão em ratos SHR após exposição crônica à nicotina. O tratamento com nicotina gerou evidências de que o alcalóide interage com o sistema angiotensinérgico a fim de promover a hipertensão em ratos SHR. Por fim, os resultados apresentados aqui indicam que a nicotina modula diferentes sistemas de neurotransmissão, os quais podem estar envolvidos na antecipação e intensificação da hipertensão em ratos SHR submetidos ao tratamento com nicotina. / Nicotine is one of the most important agents for cardiovascular diseases in tobacco smoking. This alkaloid acts in the blood stream, but it also crosses the blood-brain-barrier and participate in the regulation of pivotal neurotransmitter systems for the blood pressure control and, eventually, for hypertension development. In this context, nicotine abuse could be very relevant to individuals carrying genetic factors to hypertension. The objectives of the present work were to study neurotransmitter system in brain cardiovascular areas involved in the control of blood pressure after chronic peripheral nicotine exposure, as well as to evaluate nicotine influence on essential hypertension development in spontaneously hypertensive (SHR) and normotensive rats (WKY). By means of immunohistochemistry, binding, in situ hybridization, neuron and glial culture, real time PCR and Western Blotting, we have demonstrated that chronic treatment with nicotine not only anticipated but also intensified hypertension on SHR. WKY rats did not showed any change on blood pressure. We observed no evidences of the involvement of neuropeptide Y and catecolamines systems in the development of hypertension after nicotine treatment. However, it seems that the glutamatergic system is, at least in part, responsible for the hypertension development after chronic nicotine exposure. To study the angiotensinergic system we cultivated neuron and glial cells from SHR and WKY rats and treated them with nicotine. The responses of this system agree with the hypothesis that nicotine interacts with angiotensin to promote hypertension only in the hypertensive strain. In conclusion, results presented herein support the hypothesis that nicotine modulates neurotransmitter systems that might have relevant functions in the development and intensification of hypertension in SHR.

O núcleo talâmico mediodorsal (Tmd) e o córtex pré-frontal (CPF) comunicam-se mutuamente, formando um circuito envolvido em funções executivas e transtornos psiquiátricos. As funções executivas estão sujeitas aos níveis de alerta gerados pela atividade oscilatória talamocortical, que por sua vez é controlada pela transmissão colinérgica. Possivelmente, a plasticidade sináptica do circuito Tmd-CPF é sensível tanto aos padrões oscilatórios do próprio circuito quanto à modulação colinérgica. Porém, esta possibilidade ainda não foi testada, muito menos dissociando-se a participação dos receptores muscarínicos e nicotínicos. Assim, nosso objetivo foi examinar como a plasticidade Tmd-CPF é modulada sob estados oscilatórios globais mediados pelo sistema colinérgico, e se esta modulação varia com os tipos de receptores recrutados. Anestesiamos ratos com uretana e implantamos um eletrodo de estimulação no Tmd, um eletrodo de registro no CPF e uma cânula de microinjeção acima do ventrículo. Emitimos 90 pulsos elétricos no Tmd (0,05 Hz) para evocação de potenciais pós-sinápticos de campo (PPSCs) basais no CPF por 30 min. Em seguida, aplicamos injeção intraventricular do agonista muscarínico pilocarpina (PILO), do agonista nicotínico nicotina (NIC), ou veículo-controle (VEIC). Os efeitos das substâncias sobre potenciais de campo locais (eletrencefalograma) foram monitorados através dos mesmos eletrodos. PILO e NIC induziram aumento das oscilações rápidas (4-80 Hz) e proporcional redução das oscilações lentas mantidas pela anestesia (0,5-4 Hz) e tais efeitos duraram ~10-15 min, conforme padronização prévia das concentrações das drogas. Justamente durante este período, aplicamos estimulação em alta frequência (EAF) ou baixa frequência (EBF) para indução de, respectivamente, potencialização (PLD) ou depressão (DLD) de longa duração, que são modelos bem conhecidos de plasticidade sináptica. Em grupos-controle, a injeção de PILO, NIC ou VEIC foi desacompanhada de EAF/EBF. Por fim, retomamos a coleta de PPSCs a 0,05 Hz por 240 min. Os resultados mostraram que a EAF não afetou os PPSCs quando aplicada após VEIC. Porém, nos ratos PILO e NIC, os PPSCs tiveram amplitude aumentada a partir de 150 min após EAF, indicando que a pré-ativação colinérgica foi necessária à indução de uma PLD tardia. Inversamente, quando a EBF foi aplicada após VEIC, a amplitude dos PPSCs foi reduzida de modo estável por 240 min. Isto não ocorreu quando a EBF foi aplicada após PILO e NIC, sugerindo que a modulação colinérgica suprimiu a DLD. Nos grupos-controle, PILO, NIC e VEIC sozinhos não afetaram os PPSCs em longo prazo, confirmando que os resultados de PLD e DLD são devidos a uma interação entre a pré-ativação colinérgica e mecanismos sinápticos desencadeados pela EAF/EBF.Portanto,as oscilações rápidas induzidas pela transmissão colinérgica favorecem a PLD no circuito Tmd-CPF, enquanto dificultam sua DLD. Além disto, os efeitos muscarínicos e nicotínicos sobre a plasticidade de longo prazo são iguais, apesar de os mecanismos celulares destes receptores serem diferentes. Nossos achados ajudam a esclarecer a regulação do sinal talâmico no CPF sob modulação colinérgica fisiológica (atenção e sono paradoxal) e disfuncional (esquizofrenias e doença de Alzheimer). / The mediodorsal thalamic nucleus (MD) and the prefrontal cortex (PFC) communicate with each other, constituting a circuit involved in executive functions and psychiatric disorders. Executive functions are subject to arousal levels driven& by the thalamocortical oscillatory activity, which in turn is controlled by the cholinergic neurotransmission. Possibly, the MD-PFC synaptic plasticity is susceptible to both the oscillatory patterns within the MD-PFC circuit and the cholinergic modulation. However, this likelihood is still untested, as well as the specific roles of muscarinic and nicotinic receptors. Thus, our aim was to evaluate whether and how the MD-PFC plasticity is modulated under cholinergic system-dependent oscillatory states of the forebrain, and if such modulation varies with the subtypes of activated cholinergic receptors. For that, we anesthetized rats with urethane to implant a stimulating electrode into the MD, a recording electrode into the PFC, and a microinjection cannula above the ventricle. We applied 90 monophasic square pulses into the MD (0.05 Hz) for recording of basal field postsynaptic potentials (fPSPs) in the PFC for 30 min. Then, we did an intraventricular injection of either the muscarinic agonist pilocarpine (PILO), the nicotinic agonist nicotine (NIC), or a control vehicle (Veh). The drug effects on local field potentials (electroencephalogram) were monitored through the same electrodes. PILO and NIC induced an increase in theta, beta and gamma oscillations (4-80 Hz) with proportional reduction of urethane-driven delta waves (0.5-4 Hz), and these effects survived approximately 10-15 min according to pilot-experiments on PILO and NIC concentrations. During this period, we applied either high-frequency (HFS) or low-frequency stimulation (LFS) for induction of respectively long-term potentiation (LTP) or depression (LTD), which are well-known synaptic plasticity models. In control groups, the injection of PILO, NIC or Veh was not followed by the HFS/LFS. Lastly, we resumed the evoking of fPSP at 0.05 Hz for an additional 240 min. The results showed that the HFS did not affect the fPSPs when applied after the Veh. However, in PILO and NIC rats the fPSP had their amplitudes increased from 150 min after HFS, indicating that the cholinergic pre-activation was required for the induction of a late-phase LTP. On the other hand, when the LFS was applied after the Veh, the fPSP amplitudes were stably decreased for 240 min, which did not occur when the LFS was applied after PILO and NIC, suggesting that the cholinergic modulation suppressed the LTD. In the control groups, PILO, NIC, and Veh by themselves did not change fPSPs in the long term, reinforcing that the LTP and LTD were due to an interaction between the cholinergic pre-activation and synaptic mechanisms triggered by the HFS/LFS. Therefore, the rapid oscillations induced by the cholinergic transmission favor LTP in the MD-PFC loop, while occlude its LTD. Moreover, the muscarinic and nicotinic effects on long-term plasticity were equal, although their quite distinct cell mechanisms. Our findings might help clarify the regulation of thalamic signals on the PFC both under physiological (attention and rapid-eye-movement sleep) and dysfunctional (schizophrenia symptoms and Alzheimer\'s) cholinergic drive.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O cálcio tem se mostrado útil na regulação do metabolismo energético, favorecendo a perda de peso. Visto que tanto o desmame precoce como a exposição materna à nicotina na lactação são fatores condicionantes para o desenvolvimento de obesidade, hiperleptinemia e resistência à insulina, além de outras alterações endócrinas na idade adulta, decidimos avaliar os possíveis efeitos da suplementação dietética com cálcio sobre as disfunções apresentadas pelos seguintes modelos experimentais: 1) Desmame precoce (DP): ratas lactantes foram envolvidas com atadura para interromper o acesso da prole ao leite nos 3 últimos dias da lactação. As proles das ratas controles tiveram livre acesso ao leite materno durante todo o período da lactação (21 dias). 2) Exposição materna à nicotina (N): Dois dias após o nascimento, ratas lactantes receberam implantes de minibombas osmóticas contendo solução de nicotina (6 mg/kg/dia, 14 dias) ou salina (C), nas mesmas condições. Aos 120 dias de idade, as proles de ambos os modelos de obesidade experimental receberam dieta padrão ou dieta suplementada com cálcio (10g de carbonato de cálcio/kg de ração). O sacrifício ocorreu aos 180 dias de idade. Os dados foram considerados significativos quando p<0,05. Corroborando dados anteriores do nosso grupo, as proles de ambos os modelos de programação (N e DP) apresentaram maior gordura corporal total e visceral, hiperleptinemia, resistência hipotalâmica a leptina e distúrbios na homeostase glicêmica. Além disto, verificamos que as proles N e DP também exibiram aumento dos níveis séricos de 25-hidroxivitamina D3. Todos essas alterações endócrino-metabólicas foram corrigidas pelo tratamento com suplementação com cálcio. Além disso, a prole DP aos 180 dias mostrou hiperfagia e hipertrigliceridemia, que também foram normalizados pela suplementação dietética com cálcio. A prole N apresentou hipotireoidismo, maior conteúdo de catecolaminas e maior expressão de tirosina hidroxilase (TH). A terapia com cálcio reverteu a disfunção adrenal, embora não tenha sido eficaz para normalizar a hipofunção tireoideana. Assim, a suplementação dietética com cálcio normalizou a maioria dos parâmetros da síndrome metabólica observadas nos dois modelos de plasticidade ontogenética. É possível que a redução da adiposidade central induzida pela terapia com cálcio, por si, tenha sido o principal mecanismo que resultou na melhora dos parâmetros estudados. Uma vez que a suplentação de cálcio reverteu as concentrações séricas de 25-hidroxivitamina D3 dos animais obesos, é possível que o efeito anti-obesidade do cálcio também ocorra via ação do calcitriol sobre o adipócito. / Calcium influences energy metabolism regulation and causes body weight loss. Since early weaning and maternal nicotine exposure during lactation programs for obesity, hyperleptinemia, insulin resistance and others endocrine dysfunctions, we studied the possible effect of dietary calcium supplementation on endocrine dysfunctions in these two experimental model of obesity: 1) Early Weaning (EW): lactating rats were involved with a bandage to interrupt the lactation during the last 3 days of standard lactation, and C (control) - dams whose pups had free access to milk during all lactation (21 days). 2) Maternal nicotine exposure (N): Two days after birth, it was implanted on the mothers, osmotic minipumps containing nicotine solution (6 mg/Kg/day, 14 days) or saline (C) in the same condition. At 120 days-old, all offspring received dietary calcium supplementation (10g of calcium carbonate/Kg of rat chow) or standard diet. Rats were killed at 180 days-old. Significant data were p<0.05. As expected, N and DP offspring showed higher visceral and total body fat mass, hyperleptinemia, hypothalamic leptin resistance and insulin resistance. In addition they presented higher serum 25-hydroxyvitamin D3. All these disturbances were corrected after calcium supplementation. Besides, adult EW offspring displayed hyperphagia and hypertriglyceridemia that was normalized with calcium therapy. Also, N offspring presented hypothyroidism, higher tyrosine hydroxylase expression and higher adrenal catecholamine content. Despite calcium treatment have normalized adrenal dysfunction, it did not reverse the hypothyroidism. So, dietary calcium supplementation seems to revert most of the metabolic syndrome parameters observed in our two developmental plasticity models. It is conceivable that the reduction in fat mass per se, induced by calcium therapy, is the main mechanism that improves all parameters. Because serum 25-hydroxyvitamin D3 levels were corrected by calcium supplementation in obese offspring, it is possible that the anti-obesity effect of calcium occurs through calcitriol action on the adipocyte.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O cálcio tem se mostrado útil na regulação do metabolismo energético, favorecendo a perda de peso. Visto que tanto o desmame precoce como a exposição materna à nicotina na lactação são fatores condicionantes para o desenvolvimento de obesidade, hiperleptinemia e resistência à insulina, além de outras alterações endócrinas na idade adulta, decidimos avaliar os possíveis efeitos da suplementação dietética com cálcio sobre as disfunções apresentadas pelos seguintes modelos experimentais: 1) Desmame precoce (DP): ratas lactantes foram envolvidas com atadura para interromper o acesso da prole ao leite nos 3 últimos dias da lactação. As proles das ratas controles tiveram livre acesso ao leite materno durante todo o período da lactação (21 dias). 2) Exposição materna à nicotina (N): Dois dias após o nascimento, ratas lactantes receberam implantes de minibombas osmóticas contendo solução de nicotina (6 mg/kg/dia, 14 dias) ou salina (C), nas mesmas condições. Aos 120 dias de idade, as proles de ambos os modelos de obesidade experimental receberam dieta padrão ou dieta suplementada com cálcio (10g de carbonato de cálcio/kg de ração). O sacrifício ocorreu aos 180 dias de idade. Os dados foram considerados significativos quando p<0,05. Corroborando dados anteriores do nosso grupo, as proles de ambos os modelos de programação (N e DP) apresentaram maior gordura corporal total e visceral, hiperleptinemia, resistência hipotalâmica a leptina e distúrbios na homeostase glicêmica. Além disto, verificamos que as proles N e DP também exibiram aumento dos níveis séricos de 25-hidroxivitamina D3. Todos essas alterações endócrino-metabólicas foram corrigidas pelo tratamento com suplementação com cálcio. Além disso, a prole DP aos 180 dias mostrou hiperfagia e hipertrigliceridemia, que também foram normalizados pela suplementação dietética com cálcio. A prole N apresentou hipotireoidismo, maior conteúdo de catecolaminas e maior expressão de tirosina hidroxilase (TH). A terapia com cálcio reverteu a disfunção adrenal, embora não tenha sido eficaz para normalizar a hipofunção tireoideana. Assim, a suplementação dietética com cálcio normalizou a maioria dos parâmetros da síndrome metabólica observadas nos dois modelos de plasticidade ontogenética. É possível que a redução da adiposidade central induzida pela terapia com cálcio, por si, tenha sido o principal mecanismo que resultou na melhora dos parâmetros estudados. Uma vez que a suplentação de cálcio reverteu as concentrações séricas de 25-hidroxivitamina D3 dos animais obesos, é possível que o efeito anti-obesidade do cálcio também ocorra via ação do calcitriol sobre o adipócito. / Calcium influences energy metabolism regulation and causes body weight loss. Since early weaning and maternal nicotine exposure during lactation programs for obesity, hyperleptinemia, insulin resistance and others endocrine dysfunctions, we studied the possible effect of dietary calcium supplementation on endocrine dysfunctions in these two experimental model of obesity: 1) Early Weaning (EW): lactating rats were involved with a bandage to interrupt the lactation during the last 3 days of standard lactation, and C (control) - dams whose pups had free access to milk during all lactation (21 days). 2) Maternal nicotine exposure (N): Two days after birth, it was implanted on the mothers, osmotic minipumps containing nicotine solution (6 mg/Kg/day, 14 days) or saline (C) in the same condition. At 120 days-old, all offspring received dietary calcium supplementation (10g of calcium carbonate/Kg of rat chow) or standard diet. Rats were killed at 180 days-old. Significant data were p<0.05. As expected, N and DP offspring showed higher visceral and total body fat mass, hyperleptinemia, hypothalamic leptin resistance and insulin resistance. In addition they presented higher serum 25-hydroxyvitamin D3. All these disturbances were corrected after calcium supplementation. Besides, adult EW offspring displayed hyperphagia and hypertriglyceridemia that was normalized with calcium therapy. Also, N offspring presented hypothyroidism, higher tyrosine hydroxylase expression and higher adrenal catecholamine content. Despite calcium treatment have normalized adrenal dysfunction, it did not reverse the hypothyroidism. So, dietary calcium supplementation seems to revert most of the metabolic syndrome parameters observed in our two developmental plasticity models. It is conceivable that the reduction in fat mass per se, induced by calcium therapy, is the main mechanism that improves all parameters. Because serum 25-hydroxyvitamin D3 levels were corrected by calcium supplementation in obese offspring, it is possible that the anti-obesity effect of calcium occurs through calcitriol action on the adipocyte.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2640.pdf: 532825 bytes, checksum: 85901050327f52892439c98345181eee (MD5) Previous issue date: 2009-09-24 / Financiadora de Estudos e Projetos / Nicotine and psychostimulants are often abused in combination. Drug abuse often begins during adolescence. Exposure to drugs of abuse during adolescence can have long-term consequences. We have previously demonstrated that adolescent rats pretreated with amphetamine displayed behavioral sensitization to nicotine, which persisted until adulthood. Moreover, the pretreatment with nicotine during adolescence sensitized adolescent and adult animals to amphetamine-induced locomotor activation. In the present study we investigated whether the behavioral cross-sensitization between nicotine and amphetamine is related to changes in dopamine or serotonin neurotransmission. To this end adolescent rats (post-natal day 28) were treated with nicotine (0.4 mg/Kg), amphetamine (5.0 mg/Kg) or saline during seven days. Three or thirty days after the last injection animals received an acute injection of nicotine (0.4 mg/Kg), amphetamine (5.0 mg/Kg for adolescents or 1.0 mg/Kg for adults) or saline. Thirty minutes after challenge rats were sacrificed, decapitated and brains removed. Nucleus accumbens (NAcc) and prefrontal cortex (PFC) were dissected and prepared for HPLC (high performance liquid chromatography) analysis. Dopamine, DOPAC, HVA, serotonin and 5-HIAA were measured in these brain regions. Our results showed that: 1) repeated administration of nicotine attenuated the acute effect of amphetamine on NAcc dopamine levels of adolescent rats; 2) repeated administration of nicotine increased the acute effect of amphetamine on PFC dopamine levels of adolescent rats; 3) repeated administration of nicotine, during adolescence, increased the acute effect of amphetamine on PFC dopamine of adult rats. The behavioral cross-sensitization shown previously is not related to alterations in NAcc and PFC concentrations of neurotransmitters and its metabolites. However, neuroadaptations induced by repeated nicotine during adolescence endures until adulthood. / Uma característica comum das substâncias que causam dependência é o aumento gradual e progressivo da atividade locomotora observado após a administração repetida, esse fenômeno é denominado sensibilização comportamental. A sensibilização comportamental resulta de adaptações neuroquímicas e moleculares do sistema dopaminérgico mesocorticolímbico. Foi demonstrado anteriormente a sensibilização cruzada entre nicotina e anfetamina em animais adolescentes e que esse fenômeno permanece até a idade adulta. Nesse trabalho investigamos se a administração repetida com nicotina ou anfetamina, durante a adolescência, pode alterar o efeito agudo dessas substâncias e se essas neuroadaptações persistem até a idade adulta. Para tanto, administramos, por sete dias, nicotina (0,4 mg/Kg), anfetamina (5,0 mg/Kg) ou salina a ratos adolescentes. Três ou trinta dias após a última injeção os animais receberam injeção aguda de nicotina (0,4 mg/Kg), anfetamina (5,0 mg/Kg para adolescentes e 1,0 mg/Kg para adultos) ou salina. Trinta minutos após as injeções os ratos foram sacrificados, decapitados e seus encéfalos removidos. O núcleo acumbens (NAc) e o córtex pré-frontal (CPF) foram retirados e preparados para determinação de dopamina, serotonina e seus metabólitos por cromatografia líquida de alta resolução (HPLC). Os resultados encontrados mostram que: 1) o pré-tratamento com nicotina atenuou o efeito agudo da anfetamina sobre a concentração tecidual de dopamina no Nac de ratos adolescentes; 2) o prétratamento com nicotina aumentou o efeito agudo da anfetamina sobre a concentração tecidual de dopamina no CPF de ratos adolescentes; 3) o prétratamento com nicotina na adolescência aumentou o efeito agudo da anfetamina sobre a concentração tecidual de dopamina no CPF de ratos adultos. Estes resultados não se relacionam à sensibilização cruzada observada anteriormente, mas o tratamento repetido com nicotina promoveu alterações em animais adolescentes que podem ser observadas também na vida adulta.

As ações cardiovasculares decorrentes do tabagismo devem-se principalmente à nicotina. O alcalóide exerce suas funções quando na corrente sangüínea, mas também atravessa a barreira hemato-encefálica onde pode participar da regulação de sistemas de neurotransmissão importantes para o controle central da pressão arterial e, eventualmente, desenvolvimento da hipertensão. Portanto, o abuso à nicotina pode ser especialmente relevante para indivíduos com predisposição genética à hipertensão. Desta forma, os objetivos do presente trabalho foram o de estudar os sistemas de neurotransmissão em núcleos encefálicos envolvidos no controle cardiovascular após tratamento crônico periférico com nicotina, assim como avaliar a influência da nicotina sobre o desenvolvimento da hipertensão essencial em ratos espontaneamente hipertensos (SHR) e compará-los a ratos normotensos (WKY). Para isso, utilizaram-se técnicas como a imunohistoquímica, análise da ligação de receptores, hibridização in situ, cultura de células neuronais e gliais, PCR em tempo Real e Western Blotting. Nossos resultados demonstraram que o tratamento crônico com nicotina não só antecipou o desenvolvimento como também intensificou a hipertensão nos animais SHR. Os ratos WKY não tiveram a pressão arterial alterada. De modo geral, o efeito do alcalóide sobre os sistemas catecolaminérgico e do neuropeptídeo Y não parece ter relação com a antecipação e a intensificação da hipertensão nos ratos SHR. O sistema glutamatérgico está, pelo menos em parte, relacionado à antecipação e intensificação da hipertensão em ratos SHR após exposição crônica à nicotina. O tratamento com nicotina gerou evidências de que o alcalóide interage com o sistema angiotensinérgico a fim de promover a hipertensão em ratos SHR. Por fim, os resultados apresentados aqui indicam que a nicotina modula diferentes sistemas de neurotransmissão, os quais podem estar envolvidos na antecipação e intensificação da hipertensão em ratos SHR submetidos ao tratamento com nicotina. / Nicotine is one of the most important agents for cardiovascular diseases in tobacco smoking. This alkaloid acts in the blood stream, but it also crosses the blood-brain-barrier and participate in the regulation of pivotal neurotransmitter systems for the blood pressure control and, eventually, for hypertension development. In this context, nicotine abuse could be very relevant to individuals carrying genetic factors to hypertension. The objectives of the present work were to study neurotransmitter system in brain cardiovascular areas involved in the control of blood pressure after chronic peripheral nicotine exposure, as well as to evaluate nicotine influence on essential hypertension development in spontaneously hypertensive (SHR) and normotensive rats (WKY). By means of immunohistochemistry, binding, in situ hybridization, neuron and glial culture, real time PCR and Western Blotting, we have demonstrated that chronic treatment with nicotine not only anticipated but also intensified hypertension on SHR. WKY rats did not showed any change on blood pressure. We observed no evidences of the involvement of neuropeptide Y and catecolamines systems in the development of hypertension after nicotine treatment. However, it seems that the glutamatergic system is, at least in part, responsible for the hypertension development after chronic nicotine exposure. To study the angiotensinergic system we cultivated neuron and glial cells from SHR and WKY rats and treated them with nicotine. The responses of this system agree with the hypothesis that nicotine interacts with angiotensin to promote hypertension only in the hypertensive strain. In conclusion, results presented herein support the hypothesis that nicotine modulates neurotransmitter systems that might have relevant functions in the development and intensification of hypertension in SHR.

O núcleo talâmico mediodorsal (Tmd) e o córtex pré-frontal (CPF) comunicam-se mutuamente, formando um circuito envolvido em funções executivas e transtornos psiquiátricos. As funções executivas estão sujeitas aos níveis de alerta gerados pela atividade oscilatória talamocortical, que por sua vez é controlada pela transmissão colinérgica. Possivelmente, a plasticidade sináptica do circuito Tmd-CPF é sensível tanto aos padrões oscilatórios do próprio circuito quanto à modulação colinérgica. Porém, esta possibilidade ainda não foi testada, muito menos dissociando-se a participação dos receptores muscarínicos e nicotínicos. Assim, nosso objetivo foi examinar como a plasticidade Tmd-CPF é modulada sob estados oscilatórios globais mediados pelo sistema colinérgico, e se esta modulação varia com os tipos de receptores recrutados. Anestesiamos ratos com uretana e implantamos um eletrodo de estimulação no Tmd, um eletrodo de registro no CPF e uma cânula de microinjeção acima do ventrículo. Emitimos 90 pulsos elétricos no Tmd (0,05 Hz) para evocação de potenciais pós-sinápticos de campo (PPSCs) basais no CPF por 30 min. Em seguida, aplicamos injeção intraventricular do agonista muscarínico pilocarpina (PILO), do agonista nicotínico nicotina (NIC), ou veículo-controle (VEIC). Os efeitos das substâncias sobre potenciais de campo locais (eletrencefalograma) foram monitorados através dos mesmos eletrodos. PILO e NIC induziram aumento das oscilações rápidas (4-80 Hz) e proporcional redução das oscilações lentas mantidas pela anestesia (0,5-4 Hz) e tais efeitos duraram ~10-15 min, conforme padronização prévia das concentrações das drogas. Justamente durante este período, aplicamos estimulação em alta frequência (EAF) ou baixa frequência (EBF) para indução de, respectivamente, potencialização (PLD) ou depressão (DLD) de longa duração, que são modelos bem conhecidos de plasticidade sináptica. Em grupos-controle, a injeção de PILO, NIC ou VEIC foi desacompanhada de EAF/EBF. Por fim, retomamos a coleta de PPSCs a 0,05 Hz por 240 min. Os resultados mostraram que a EAF não afetou os PPSCs quando aplicada após VEIC. Porém, nos ratos PILO e NIC, os PPSCs tiveram amplitude aumentada a partir de 150 min após EAF, indicando que a pré-ativação colinérgica foi necessária à indução de uma PLD tardia. Inversamente, quando a EBF foi aplicada após VEIC, a amplitude dos PPSCs foi reduzida de modo estável por 240 min. Isto não ocorreu quando a EBF foi aplicada após PILO e NIC, sugerindo que a modulação colinérgica suprimiu a DLD. Nos grupos-controle, PILO, NIC e VEIC sozinhos não afetaram os PPSCs em longo prazo, confirmando que os resultados de PLD e DLD são devidos a uma interação entre a pré-ativação colinérgica e mecanismos sinápticos desencadeados pela EAF/EBF.Portanto,as oscilações rápidas induzidas pela transmissão colinérgica favorecem a PLD no circuito Tmd-CPF, enquanto dificultam sua DLD. Além disto, os efeitos muscarínicos e nicotínicos sobre a plasticidade de longo prazo são iguais, apesar de os mecanismos celulares destes receptores serem diferentes. Nossos achados ajudam a esclarecer a regulação do sinal talâmico no CPF sob modulação colinérgica fisiológica (atenção e sono paradoxal) e disfuncional (esquizofrenias e doença de Alzheimer). / The mediodorsal thalamic nucleus (MD) and the prefrontal cortex (PFC) communicate with each other, constituting a circuit involved in executive functions and psychiatric disorders. Executive functions are subject to arousal levels driven& by the thalamocortical oscillatory activity, which in turn is controlled by the cholinergic neurotransmission. Possibly, the MD-PFC synaptic plasticity is susceptible to both the oscillatory patterns within the MD-PFC circuit and the cholinergic modulation. However, this likelihood is still untested, as well as the specific roles of muscarinic and nicotinic receptors. Thus, our aim was to evaluate whether and how the MD-PFC plasticity is modulated under cholinergic system-dependent oscillatory states of the forebrain, and if such modulation varies with the subtypes of activated cholinergic receptors. For that, we anesthetized rats with urethane to implant a stimulating electrode into the MD, a recording electrode into the PFC, and a microinjection cannula above the ventricle. We applied 90 monophasic square pulses into the MD (0.05 Hz) for recording of basal field postsynaptic potentials (fPSPs) in the PFC for 30 min. Then, we did an intraventricular injection of either the muscarinic agonist pilocarpine (PILO), the nicotinic agonist nicotine (NIC), or a control vehicle (Veh). The drug effects on local field potentials (electroencephalogram) were monitored through the same electrodes. PILO and NIC induced an increase in theta, beta and gamma oscillations (4-80 Hz) with proportional reduction of urethane-driven delta waves (0.5-4 Hz), and these effects survived approximately 10-15 min according to pilot-experiments on PILO and NIC concentrations. During this period, we applied either high-frequency (HFS) or low-frequency stimulation (LFS) for induction of respectively long-term potentiation (LTP) or depression (LTD), which are well-known synaptic plasticity models. In control groups, the injection of PILO, NIC or Veh was not followed by the HFS/LFS. Lastly, we resumed the evoking of fPSP at 0.05 Hz for an additional 240 min. The results showed that the HFS did not affect the fPSPs when applied after the Veh. However, in PILO and NIC rats the fPSP had their amplitudes increased from 150 min after HFS, indicating that the cholinergic pre-activation was required for the induction of a late-phase LTP. On the other hand, when the LFS was applied after the Veh, the fPSP amplitudes were stably decreased for 240 min, which did not occur when the LFS was applied after PILO and NIC, suggesting that the cholinergic modulation suppressed the LTD. In the control groups, PILO, NIC, and Veh by themselves did not change fPSPs in the long term, reinforcing that the LTP and LTD were due to an interaction between the cholinergic pre-activation and synaptic mechanisms triggered by the HFS/LFS. Therefore, the rapid oscillations induced by the cholinergic transmission favor LTP in the MD-PFC loop, while occlude its LTD. Moreover, the muscarinic and nicotinic effects on long-term plasticity were equal, although their quite distinct cell mechanisms. Our findings might help clarify the regulation of thalamic signals on the PFC both under physiological (attention and rapid-eye-movement sleep) and dysfunctional (schizophrenia symptoms and Alzheimer\'s) cholinergic drive.

Solicitud de embargo por publicación en revista indexada. / Antecedentes: El uso de cigarrillos electrónicos ha aumentado en los últimos años en el Perú, los cuales en conjunto con el tabaco aumentan la exposición de los jóvenes a nicotina. La marihuana es la droga ilícita mas consumida por los jovenes en el Perú. Objetivo: Identificar la asociación entre uso de cigarrillo electrónico y/o tabaco en la vida con consumo de marihuana en los últimos 12 meses. Material y métodos: Estudio transversal analítico secundario al III Estudio epidemiológico andino sobre consumo de drogas en la población universitaria de Perú, 2016 (EEACDU). Se realizó un análisis multivariado utilizando un modelo lineal generalizado de la familia y opción de enlace log Poisson, presentándose en forma de PR. Participantes: Estudiantes universitarios con criterios de selección (n=3981).Exposición: Consumo de cigarrillo electrónico y/o tabaco sobre la base de preguntas acerca de consumo de tabaco y cigarro electrónico en la vida, categorizándose en solo cigarrillo electrónico, solo tabaco, ambos o ninguno. Variable resultado: Consumo de marihuana en los últimos 12 meses. Resultados: La prevalencia de uso de cigarrillo electrónico y tabaco en la vida fue de 10.1%; de solo cigarrillo electrónico en la vida, de 1.2%, y de consumo de marihuana en los últimos 12 meses, de 5.2%. Aquellos con uso dual tuvieron 40.34 veces la probabilidad de consumir marihuana en los últimos 12 meses (PR 40.34 IC95: 14.76 a 110.25, p <0.001) en comparación con los que no consumieron ninguno. Los que consumieron solo tabaco tuvieron 23 veces la probabilidad de consumir marihuana en los últimos 12 meses (PR 23.12 IC95: 8.43 a 63.35, p <0.001) en comparación con los que no consumieron ninguno. Conclusiones: Se encontró un aumento de probabilidad de consumo de marihuana en los últimos 12 meses en aquellos estudiantes universitarios que reportaron uso de cigarrillo electrónico y tabaco en la vida, así como entre los que reportaron uso exclusivo de tabaco. / Background: The electronic cigarettes use has gained populatiry in the last years, and together with tobacco use, they increase the nicotine exposure. Cannabis is the most consumed illicit drug by the young population in Perú. Objective: To identify the association between the use of electronic cigarettes and/or tobacco in life with the cannabis use in the last 12 months. Methods: An analytical cross-sectional study was developed secondary to the III Andean Epidemiological Study on Drug Consumption in University Students, 2016. A multivariate analysis was performed using a generalized linear model of the family and the log Poisson link option. Participants: University students (n=3981).Exposure: Electronic cigarette and/or tobacco consumption based on questions about consumption of tobacco and electronic cigarette in life, being categorized into only electronic cigarette, only tobacco, both or neither.Outcome: Cannabis use in the last 12 months. Results: Of the total number of university students who met the inclusion criteria (n = 3981), the lifetime prevalence of electronic cigarettes and tobacco (dual) use was 10.1% and 1.2% for electronic cigarettes. Cannabis use in the last 12 months was 5.2%. Those with dual use had forty times the probability of using cannabis in the last 12 months (PR 40.34, CI95: 14.76 to 110.25, p <0.001) compared to those who used none, and those who used only tobacco had twenty-three times the probability of using cannabis in the last 12 months (PR 23.12, CI95: 8.43 to 63.35, p <0.001) compared to those who consumed none. Conclusions: An increase in the probability of cannabis use in the last 12 months was found in those university students who reported dual use of electronic cigarettes and tobacco in life, and also in those who reported exclusive use of tobacco. We didn’t find an increased probability of cannabis use in the last 12 months among the electronic cigarettes only users. / Tesis