Os Transtornos do Espectro do Autismo, aqui tratados coletivamente sob o termo “autismo”, são distúrbios do desenvolvimento caracterizados por prejuízo no uso da linguagem e na comunicação, redução na interação social e comportamentos e interesses restritos e repetitivos. Evidências sugerem que o autismo é um transtorno multifatorial uma vez que se sabe da existência de um componente genético mas também da contribuição de fatores ambientais como infecções e uso de anticonvulsivantes ao logo da gestação. Apesar do grande número de estudos, a causa do transtorno é desconhecida, não existe tratamento e nenhum marcador diagnóstico foi identificado até o momento. O modelo animal baseado na administração pré-natal de ácido valpróico em ratos foi utilizado como ferramenta de estudo no presente trabalho e, através deste, foram realizadas análises de parâmetros astrocíticos no córtex frontal, hipocampo, estriado e cerebelo de ratos com 4 e 15 dias de idade, além de análises no hipocampo de animais de 120 dias. Os animais de 4 dias de idade apresentam níveis aumentados da proteína glial fibrilar ácida (GFAP) no cerebelo Já os animais de 15 dias apresentam maiores níveis de GFAP em todas as estruturas estudadas. Além disso, há aumento nos níveis de vimentina no hipocampo e no conteúdo de S100B no córtex frontal e estriado. A atividade da glutamina sintetase encontra-se aumentada no hipocampo e reduzida no cerebelo e estriado. Além disso, nossos dados mostraram efeito do VPA sobre a transmissão glutamatérgica uma vez que houve aumento na captação desse transmissor, somada à maior expressão de GLT1 e conteúdo de GSH, além de diminuição na atividade da GS em 120 dias. Nossos resultados indicam que o VPA induz um processo de astrogliose reativa no encéfalo e que o cerebelo parece ser uma estrutura particularmente vulnerável. Sugere-se que os padrões regionais específicos das alterações encefálicas sejam causados pela heterogeneidade dos astrócitos e que a astrogliose pode ter papel no estabelecimento das características fisiopatológicas do autismo. Estudos adicionais são necessários para compreender a origem dessas alterações bem como suas consequências e suas implicações no diagnóstico e tratamento do autismo. / Autism Spectrum Disorders, which will be called “autism” in the present work, consist of a group of developmental disorders characterized by deficits in language and communication, low social interaction and restricted and repetitive behaviors and interests. It is known as a multifactorial disorder including both genetic and environmental components such as maternal infections and anticonvulsant used during pregnancy. Despite of the increasing number of publications in this area, the cause of autism is still unknown and there is neither treatment nor clinical marker. The animal model of autism based on the prenatal exposure to valproic acid in rats was used here to study different astrocytic parameters in the frontal cortex, hippocampus, striatum and cerebellum of male rats with 4 (P4) and 15 (P15) days of age. Additional analyses were done in the hippocampus of 120 days old rats (P120). The expression of GFAP increased in the cerebellum of P4 and in all brain structures from P15 rats. The number of vimentin+ astrocytes increased in hippocampus from P15 group and S100B levels increased in striatum and prefrontal cortex. The activity of GS in P15 increased in hippocampus and decreased in cerebellum and striatum. The effect of VPA on glutamatergic transmission was investigated in P120 were there was an increase in glutamate uptake, GLT1 expression and GSH content and reduced GS activity. Our results indicate that VPA induces early reactive astrogliosis and that cerebellum seems to be especially vulnerable. Regional patterns of brain alterations are probably due to astrocytic heterogeneity and astrogliosis seems to be relevant in establishing autistic neuropathological features. Additional studies are needed to better understand what triggers these alterations and what are their consequences and implications in autism diagnosis and treatment.

A doença de Nicmann - Pick tipo C (DNPC) é uma desordem genética lisossomal neurodegenerativa causada pelo acúmulo de lipídios, principalmente colesterol, esfingomielina e glicoesfingolipídios no espaço perinuclear. U18666A é um agente inihidor no transporte de colesterol, que vem sendo utilizado em diversos modelos tanto in vivo quanto in vitro para mimificar DNPC, principalmente em fihrohlastos. Diversas doenças ncurodcgcncrativas estão associadas ao estresse oxidativo c acredita-se que radicais livres, produtos de lipoperoxidação e alterações na fluidez da membrana possam inibir a enzima Na+, K+-A TPase, levando a célula a um "déficit" energético. A deficiência de algumas proteínas como a GF AP parecem tornar os astrócitos menos eficientes em lidar com estados de injúrias no SNC, além de algumas pesquisas mostrarem um decréscimo na fosforilação de vimentina em fihrohlastos humanos com NPC. MK-801 é um receptor não competitivo de NMDA (N-mctil D-aspartato), sendo considerado um ncurotransmissor primário do cérebro. O objetivo desse estudo foi observar os efeitos da droga U 18666A, que causam o acúmulo de colesterol no citoplasma de astrôcitos de ratos jovens e a partir daí verificar a atividade de algumas hidrolascs lisossomais, parâmetros do estresse oxidativo, metabolismo energético e a hipelfosforilação de filamentos intermediários (GFAP e vimcntina) em astrócitos de ratos jovens. Através da coloração de Filippin c microscopia de fluorescência e através da utilização do CellM software, foi feita a visualização e quantificação do colesteroL A melhor dose de U18666A que permitiu o acúmulo de colesterol foi de 0,25 j..tg/mL em um período de incubação de 48 horas. Astrócitos de ratos incubados com a droga (DNPC) mostraram um significativo aumento de colesterol em relação aquelas culturas sem a droga. A medida da atividade da csfingomielinasc c enzimas beta-glicosidase em astrócitos de ratos com NPC foi significativamente menor do que astrócitos controle, o que é consistente com a atividade da DNPC humana. Verificando as alterações sofridas em nível de enzimas antioxidantcs c estresse oxidativo observamos que U 18666A leva a um aumento nos gmpos TBARS e Carbonil, porém a uma diminuição nos grupos tióis medidos por ensaios sulfidril. Além disso, ocorre um decréscimo na atividade de CAT e SOD e aumenta a produção de NO, ao analisarmos a atividade de Na+, K+ A TPase verifica-se um efeito inibitório na atividade dessa enzima. Os presentes resultados mostram que o acúmulo de colesterol nas culturas de células, induz o estresse oxidativo, o que indica que é potencialmente tóxico e confirma os resultados observados em outras doenças neurodegenerativas. Por fim, ao utilizarmos 4 grupos diferentes, fazendo uso ou não da droga c do MK-801 verificou-se que com o acúmulo de colesterol nas células ocorre uma hiperfosforilação dos Filamentos Intermediários, tanto de GFAP quanto de vimentina, porém o MK-801, sendo um antagonista de NMDA e agindo sobre os receptores de glutamato demonstram inibirem a cxcitotoxicidadc provocada pelo Ul8666A. Além dos parâmetros que foram testados em nosso trabalho, como extresse oxidativo, enzimas antioxidantcs c metabolismo energético, fazendo uso da droga para minriticar NPC, outros parâmetros bioquímicas das células, os quais ainda não foram testados em nossos estudos, podem ser testados com este modelo animal, contribuindo assim para uma melhor compreensão da doença. Podemos fazer uso ainda de substâncias que diminuam a excitotocicidade causada pelo aumento do colesterol, observados na NPC, a exemplo do antagonista do receptor NMDA, MK-801, podendo se tomar ferramentas viáveis para auxiliar no tratamento de doenças ncurodcgcncrativas relacionadas a cxcitotocicidadc glutamatérgica. / The Niemann - Pick type C (NPC) is a disorder genetic neurodegenerative caused by lysosomal accumulation of lipids, cspccially cholcstcrol, sphingomyclin and glycosphingolipids in the perinuclear space. U 18666A is an inhibitory agent in choiesteroi transport, which has heen used in several models hoth in vivo and in vitro to mimificar NPC, cspccially in fibroblasts. Various ncurodcgencrativc discases are associatcd with oxidative stress and it is believed that the free radicais, lipid peroxidation products and changes in membrane fluidity may inhibit the enzyme Na+, K + -ATPase, causing the cell suftcring a dcficit of cncrgy. Thc dcficiency of ccrtain protcins as GFAP sccm to makc astrocytes iess efficient in dealing with states of injury in the CNS, and some research shows a decrease in phosphorylation of vimentin in human fibroblasts with NPC. MK-801 is a noncompctitive NMDA receptor, bcing considercd a primary ncurotransmitter. Thc ohjective of this study was to observe the effects of U 18666A drug, eausing the accumulation of cholcstcrol in thc eytoplasm of young rat astrocytcs and thus verify thc activity of some lysosomai hydroiases, oxidative stress parameters, energy metabolism and hyperphosphorylation of intermediate filaments (vimentin and GFAP) in astrocytes of young rat. Through Filippin staining and fluorescence microscopy and by using the software Cel!M was made visualization and quantitation of cholesterol. The hest dose U18666A which allowed thc aceumulation of cholcstcrol was 0.25 mg I mL in a 48 hour period of incubation. Rat astrocytes (NPC) incubated with the drug showed a significant increase in total cholesterol relative to the cultures without drug. The measure of activity of sphingomyclinase and bcta-glucosidasc enzymes in rat astroeytcs NPC was signiticantly lower than contrai astrocytes, which is consistent with the activity of the human NPC. Noting the changcs suftcred in thc levei of antioxidant enzymcs and oxidativc stress U 18666A observed that ieads to an increase in TBARS and carbonyl groups, but a decrease in the thiol groups as measured by sulfl1ydryl tests. Moreover, there is a decrease in SOD and CAT activity and incrcascs the production of NO, by analyzing thc activity ofthe Na+, K + -ATPase there is an inhibitory effect on this enzyme. The present results show that the accumulation of cholesterol in cell cultures induces oxidative stress, which indicates that it is potcntially toxic, confirming the results observed in othcr ncurodcgcnerative discascs. Finally, we used four different groups, with or without the use of the dmg MK-801, and found that the accumulation of cholesterol in cells leads to hyperphosphorylation FI both GFAP and vimcntin, howcver, MK-801, an NMDA antagonist acts on the glutamatc receptor, and inhibit excitotoxicity caused by U 18666A. Besides the parameters that were tcstcd in our study, as oxidative stress, antioxidant cnzymcs and encrgy mctabolism, causing the dmg to mimificar NPC other biochemical parameters of the cells, which were not tested in our study may he tested with this model animal, thus contributing to a better undcrstanding of thc diseasc. Wc can still makc use of substances that rcduec thc excitotocicidade caused by increased choiesteroi, observed in NPC, such as the NMDA receptor antagonist, MK-801, which can hecome viahle tools to aid in the treatment of ncurodcgcnerativc diseascs rclatcd to cxcitotoeicidadc glutamatcrgic.

O termo neuroplasticidade se refere às mudanças funcionais ou anatômicas que ocorrem no sistema nervoso decorrentes de experiências. O enriquecimento ambiental (EA) é um dos modelos experimentais utilizados para estudar eventos relacionados à neuroplasticidade, pois aumenta a neurogênese, os níveis de neurotrofinas, a sobrevivência neuronal, a sinaptogênese, além de induzir cascatas de sinalização e uma mudança na arborização dendritica dos neurônios de diversas regiões encefálicas. Nos últimos anos a importância dos astrócitos tem ganho destaque, principalmente no que tange a sua capacidade de modular sinapses e na participação ativa em eventos plásticos no encéfalo, essas mudanças estão relacionadas a alterações funcionais e morfológicas. O EA é um modelo interessante para avaliar performances comportamentais pois é um modelo que ocasiona mudanças na capacidade de armazenar e acessar novas informações. Sendo assim, acreditamos que o EA é capaz de gerar efeitos plásticos nos astrócitos do Stratum Radiatum da região CA1 e alterar as respostas comportamentais a tarefa de reconhecimento de objetos. Após oito semanas de EA iniciado logo após o desmame, camundongos CF-1 albinos não apresentam diferenças significativas no número de astrócitos GFAP-ir e na densidade óptica para GFAP no Stratum Radiatum. Entretanto ocorreu um aumento no número de processos originários do soma, aumento no tamanho destes processos no eixo lateral, paralelo as colaterais de Schaffer e no número de intersecções aos círculos concêntricos de Scholl na mesma região. Os astrócitos adquirem um formato estrelado, este achado pode estar relacionado ao aumento da densidade sináptica nesta região e corroboram com a idéia de que modificações astrocitárias são parte ativa dos processos plásticos que ocorrem no encéfalo. Nossos resultados mostraram também uma mudança comportamental na resposta a tarefa de reconhecimento de objetos. Os animais expostos ao EA despendem menos tempo explorando os objetos, tanto familiar como não familiar e apresentam igual capacidade de discriminar os objetos. Estes resultados demonstram um comportamento mais propicio a sobrevivência da espécie em animais expostos ao EA, o que inclui uma rápida exploração e um possível aumento na capacidade de aprender sobre o ambiente. / Environmental enrichment (EE) induces plastic changes in the brain, including morphological changes in hippocampal neurons, with increases in synaptic and spine densities. In recent years, the evidence for a role of astrocytes in regulating synaptic transmission and plasticity has increased, and it is likely that morphological and functional changes in astrocytes play an important role in brain plasticity. In others hand EE is used to investigate behavioral modifications associated with gene-environmental interaction. Our study was designed to evaluate changes in astrocytes induced by EE in the hippocampus, focusing on astrocytic density and on morphological changes in astrocytic processes and the performance in object recognition task (ORT) for evaluate animals ability to learn about their environment. After 8 weeks of EE starting at weaning, CF-1 mice presented no significant changes in astrocyte number or in the density of glial fibrillary acidic protein immunoreactivity (GFAP-ir) in the Stratum Radiatum. However, in the same region occur significant increase in the ramification of astrocytic processes, as well as by an increase in the number and length of primary processes extending in a parallel orientation to CA1 nerve fibers. This led astrocytes to acquire a more stellate morphology, a fact which could be related to the increase in hippocampal synaptic density observed in previous studies. These findings corroborate the idea that structural changes in astrocytic networks are an integral part of plasticity processes occurring in the brain. In other hand, our results indicate that EE decreased the time the animals spent exploring familiar and unfamiliar objects and total time spent exploring both objects, without affecting the capacity of discrimination of objects. These findings indicate a more propitious behavior for species survival in animals subjected to EE, including rapid exploration and learning about the environment.

A doença de Nicmann - Pick tipo C (DNPC) é uma desordem genética lisossomal neurodegenerativa causada pelo acúmulo de lipídios, principalmente colesterol, esfingomielina e glicoesfingolipídios no espaço perinuclear. U18666A é um agente inihidor no transporte de colesterol, que vem sendo utilizado em diversos modelos tanto in vivo quanto in vitro para mimificar DNPC, principalmente em fihrohlastos. Diversas doenças ncurodcgcncrativas estão associadas ao estresse oxidativo c acredita-se que radicais livres, produtos de lipoperoxidação e alterações na fluidez da membrana possam inibir a enzima Na+, K+-A TPase, levando a célula a um "déficit" energético. A deficiência de algumas proteínas como a GF AP parecem tornar os astrócitos menos eficientes em lidar com estados de injúrias no SNC, além de algumas pesquisas mostrarem um decréscimo na fosforilação de vimentina em fihrohlastos humanos com NPC. MK-801 é um receptor não competitivo de NMDA (N-mctil D-aspartato), sendo considerado um ncurotransmissor primário do cérebro. O objetivo desse estudo foi observar os efeitos da droga U 18666A, que causam o acúmulo de colesterol no citoplasma de astrôcitos de ratos jovens e a partir daí verificar a atividade de algumas hidrolascs lisossomais, parâmetros do estresse oxidativo, metabolismo energético e a hipelfosforilação de filamentos intermediários (GFAP e vimcntina) em astrócitos de ratos jovens. Através da coloração de Filippin c microscopia de fluorescência e através da utilização do CellM software, foi feita a visualização e quantificação do colesteroL A melhor dose de U18666A que permitiu o acúmulo de colesterol foi de 0,25 j..tg/mL em um período de incubação de 48 horas. Astrócitos de ratos incubados com a droga (DNPC) mostraram um significativo aumento de colesterol em relação aquelas culturas sem a droga. A medida da atividade da csfingomielinasc c enzimas beta-glicosidase em astrócitos de ratos com NPC foi significativamente menor do que astrócitos controle, o que é consistente com a atividade da DNPC humana. Verificando as alterações sofridas em nível de enzimas antioxidantcs c estresse oxidativo observamos que U 18666A leva a um aumento nos gmpos TBARS e Carbonil, porém a uma diminuição nos grupos tióis medidos por ensaios sulfidril. Além disso, ocorre um decréscimo na atividade de CAT e SOD e aumenta a produção de NO, ao analisarmos a atividade de Na+, K+ A TPase verifica-se um efeito inibitório na atividade dessa enzima. Os presentes resultados mostram que o acúmulo de colesterol nas culturas de células, induz o estresse oxidativo, o que indica que é potencialmente tóxico e confirma os resultados observados em outras doenças neurodegenerativas. Por fim, ao utilizarmos 4 grupos diferentes, fazendo uso ou não da droga c do MK-801 verificou-se que com o acúmulo de colesterol nas células ocorre uma hiperfosforilação dos Filamentos Intermediários, tanto de GFAP quanto de vimentina, porém o MK-801, sendo um antagonista de NMDA e agindo sobre os receptores de glutamato demonstram inibirem a cxcitotoxicidadc provocada pelo Ul8666A. Além dos parâmetros que foram testados em nosso trabalho, como extresse oxidativo, enzimas antioxidantcs c metabolismo energético, fazendo uso da droga para minriticar NPC, outros parâmetros bioquímicas das células, os quais ainda não foram testados em nossos estudos, podem ser testados com este modelo animal, contribuindo assim para uma melhor compreensão da doença. Podemos fazer uso ainda de substâncias que diminuam a excitotocicidade causada pelo aumento do colesterol, observados na NPC, a exemplo do antagonista do receptor NMDA, MK-801, podendo se tomar ferramentas viáveis para auxiliar no tratamento de doenças ncurodcgcncrativas relacionadas a cxcitotocicidadc glutamatérgica. / The Niemann - Pick type C (NPC) is a disorder genetic neurodegenerative caused by lysosomal accumulation of lipids, cspccially cholcstcrol, sphingomyclin and glycosphingolipids in the perinuclear space. U 18666A is an inhibitory agent in choiesteroi transport, which has heen used in several models hoth in vivo and in vitro to mimificar NPC, cspccially in fibroblasts. Various ncurodcgencrativc discases are associatcd with oxidative stress and it is believed that the free radicais, lipid peroxidation products and changes in membrane fluidity may inhibit the enzyme Na+, K + -ATPase, causing the cell suftcring a dcficit of cncrgy. Thc dcficiency of ccrtain protcins as GFAP sccm to makc astrocytes iess efficient in dealing with states of injury in the CNS, and some research shows a decrease in phosphorylation of vimentin in human fibroblasts with NPC. MK-801 is a noncompctitive NMDA receptor, bcing considercd a primary ncurotransmitter. Thc ohjective of this study was to observe the effects of U 18666A drug, eausing the accumulation of cholcstcrol in thc eytoplasm of young rat astrocytcs and thus verify thc activity of some lysosomai hydroiases, oxidative stress parameters, energy metabolism and hyperphosphorylation of intermediate filaments (vimentin and GFAP) in astrocytes of young rat. Through Filippin staining and fluorescence microscopy and by using the software Cel!M was made visualization and quantitation of cholesterol. The hest dose U18666A which allowed thc aceumulation of cholcstcrol was 0.25 mg I mL in a 48 hour period of incubation. Rat astrocytes (NPC) incubated with the drug showed a significant increase in total cholesterol relative to the cultures without drug. The measure of activity of sphingomyclinase and bcta-glucosidasc enzymes in rat astroeytcs NPC was signiticantly lower than contrai astrocytes, which is consistent with the activity of the human NPC. Noting the changcs suftcred in thc levei of antioxidant enzymcs and oxidativc stress U 18666A observed that ieads to an increase in TBARS and carbonyl groups, but a decrease in the thiol groups as measured by sulfl1ydryl tests. Moreover, there is a decrease in SOD and CAT activity and incrcascs the production of NO, by analyzing thc activity ofthe Na+, K + -ATPase there is an inhibitory effect on this enzyme. The present results show that the accumulation of cholesterol in cell cultures induces oxidative stress, which indicates that it is potcntially toxic, confirming the results observed in othcr ncurodcgcnerative discascs. Finally, we used four different groups, with or without the use of the dmg MK-801, and found that the accumulation of cholesterol in cells leads to hyperphosphorylation FI both GFAP and vimcntin, howcver, MK-801, an NMDA antagonist acts on the glutamatc receptor, and inhibit excitotoxicity caused by U 18666A. Besides the parameters that were tcstcd in our study, as oxidative stress, antioxidant cnzymcs and encrgy mctabolism, causing the dmg to mimificar NPC other biochemical parameters of the cells, which were not tested in our study may he tested with this model animal, thus contributing to a better undcrstanding of thc diseasc. Wc can still makc use of substances that rcduec thc excitotocicidade caused by increased choiesteroi, observed in NPC, such as the NMDA receptor antagonist, MK-801, which can hecome viahle tools to aid in the treatment of ncurodcgcnerativc diseascs rclatcd to cxcitotoeicidadc glutamatcrgic.

A oclusão permanente e bilateral das artérias carótidas comuns (2VO), resultando em uma significante redução do fluxo sangüíneo cerebral (hipoperfusão) em ratos, é aceita como um modelo experimental bem estabelecido para investigar dano neuronal e déficit cognitivo que ocorrre com o envelhecimento e na doença de Alzheimer. Neste estudo foram avaliadas duas proteínas gliais: S100B e proteína glial fibrilar ácida (GFAP) no tecido cortical cerebral e hipocampo, bem como a S100B no fluído cerebroespinal, e captação de glutamato e a atividade da glutamina sintetase em hipocampo. A cognição foi avaliada através dos protocolos espaciais de memória de referência e de trabalho. O conteúdo de S100B periférico, particularmente no soro e no fluído cerebroespinal (CSF), tem sido usado como parâmetro de ativação glial em diversas condições patológicas. Preliminarmente, investigamos o efeito de anestésicos (tiopental, cetamina e halotano) no conteúdo de S100B no CSF e soro, isto porque alguns estudos têm sugerido um efeito prejudicial desses compostos. Além disso, foi investigado também o possível efeito dependente do sexo sobre o conteúdo de S100B no CSF, já que vários estudos têm sugerido os astrócitos como um dos alvos do estrogênio. Altos níveis de S100B no CSF foram encontrados em ratos anestesiados com tiopental; estes níveis, independente do anestésico, foram sexo-dependentes. Ratos adultos, machos Wistar foram submetidos a 10 semanas de hipoperfusão cerebral crônica após o método 2VO. Um significante aumento da S100B e GFAP em hipocampo foi observado, como também uma significante redução da captação de glutamato. Entretanto, observamos uma diminuição da S100B no CSF. Com relação à função cognitiva, houve um déficit tanto na memória espacial de referência como na de trabalho no labirinto aquático. Nossos dados reforçam a hipótese de que astrócitos têm um papel crucial nos mecanismos das patologias neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer, e que a patologia hipocampal resultante da hipoperfusão crônica contribui para os déficits de memória. / The permanent occlusion of common carotid arteries (2VO), resulting in a significant reduction in cerebral blood flow (hypoperfusion) in rats, is accepted as a well established experimental model to investigate neuronal damage and cognitive impairment that occurs in human ageing and Alzheimer's disease. In the present study, we evaluated two astroglial proteins: S100B and glial fibrillary acidic protein (GFAP) in cerebral cortex and hippocampus tissue, as well S100B in cerebrospinal fluid, and glutamate uptake and glutamine synthetase activity in hippocampus tissue. Cognition was assessed by reference and working spatial memory protocols. Peripheral S100B content, particularly in serum and cerebrospinal fluid (CSF), has been used as a parameter of glial activation in several pathological conditions. Preliminary we investigated the effect of anesthetics (thiopental, ketamine and halothane) on CSF S100B levels since some studies have suggested a damage effect of these compounds. Moreover, we investigated a possible gender dependence on CSF S100B, since several studies have suggested astrocytes as putative targets for estrogen. Higher levels of CSF S100B were found when rats were anaesthetized with thiopental; these levels, independently of anesthetic, were gender dependent. Adult male Wistar rats were submitted to 10 weeks of chronic cerebral hypoperfusion after the 2VO method. A significant increase of S100B and GFAP in hippocampus tissue was observed, as well a significant decrease in glutamate uptake. Interestingly, we observed a decrease in S100B in cerebrospinal fluid. As for cognitive function, there was an impairment of both reference and working spatial memory in the water maze. Our data so support the hypothesis that astrocytes play a crucial role in the mechanisms of neurodegenerative disorders, like Alzheimer's disease, and that hippocampal pathology arising after chronic hypoperfusion gives rise to memory deficits.

Astrócitos são células gliais com fundamental importância no sistema nervoso central (SNC), tanto em condições fisiológicas quanto patológicas. Estas células são essenciais na plasticidade neural, no metabolismo de neurotransmissores, na defesa antioxidante, na regulação do metabolismo energético, na homeostase iônica, na resposta inflamatória, na manutenção da barreira sangue-cérebro, na migração neuronal e na estabilização da comunicação entre as células. Assim, alterações em funções astrocitárias (como as que ocorrem no envelhecimento) estão relacionadas a importantes alterações na funcionalidade cerebral. Desta forma, esta tese teve por objetivo demonstrar que a cultura de astrócitos derivada de ratos Wistar adultos, desenvolvida e caracterizada pelo nosso grupo de pesquisa, pode ser um modelo de estudo fidedigno e versátil das propriedades celulares astrocitárias. Nossos resultados apontam que esta metodologia pode ser utilizada para elucidar o perfil de aminoácidos e gliotransmissores assim como da atividade enzimática glial e gerenciamento de neurotransmissores. Também demonstramos que a cultura adulta não é derivada de progenitores neurais e que parâmetros mitocondriais observados no cérebro adulto foram reproduzidos in vitro. A análise de respostas a estímulos demonstrou ser variável, dependendo da idade dos animais. Da mesma forma, o uso de culturas de diferentes idades revelou o efeito antienvelhecimento da guanosina, sugerindo sua atividade glioprotetora. Finalmente, demonstramos que culturas preparadas a partir de animais neonatos submetidas a um modelo de senescência in vitro apresentam respostas diferentes das apresentadas por culturas preparadas a partir de animais adultos e/ou envelhecidos, demonstrando que o modelo mais adequado para elucidar propriedades astrocitárias do cérebro maduro é o derivado de animais adultos. Portanto, demonstramos com este estudo a importância da disponibilidade de uma ferramenta como a cultura de astrócitos adultos e elucidamos características bioquímicas, celulares e moleculares desta ferramenta, evidenciando algumas de suas diferenças em comparação à cultura preparada a partir de ratos neonatos. Assim, ampliamos a compreensão das propriedades e funções celulares desta ferramenta, fornecendo respostas mais aproximadas às respostas fornecidas por astrócitos do cérebro maduro in vivo, especialmente no estudo do envelhecimento e das doenças neurodegenerativas. / Astrocytes are glial cells of pivotal importance in the central nervous system (CNS), both in physiological and pathological conditions. Some of their roles include neural plasticity, neurotransmitter metabolism, antioxidant defenses, control of energy metabolism, ionic homeostasis, inflammatory response, formation and maintenance of blood-brain barrier, neuronal migration and cellular communication. Thus, changes in astrocytic function (such as occurs in aging) are related to changes in brain function. The aim of this thesis was to demonstrate that astrocyte cultures from adult Wistar rats (developed and characterized by our research group) might be a reliable and versatile tool for studying astrocytic cellular properties. Our results suggest that this culture model is suitable to study the amino acids content and gliotransmitters, as well as glial enzymatic activity and neurotransmitter management. Next, we showed that the astrocyte cultures are not derived from neural progenitors and tissue mitochondrial parameters were reproduced in in vitro cultures. Responses to stimulus were variable, depending on the animals’ age. Accordingly, guanosine presented an anti-aging effect, indicating its glioprotective activity. Finally, we showed that cultures prepared from newborn rats submitted to an in vitro senescence model presented different responses when compared with mature animals, indicating that our culture model is the most suitable model to represent astrocytic properties in the mature brain. Therefore, this study demonstrates the relevance of this tool to understanding the biochemical, cellular and molecular properties of adult astrocytes, showing some differences related to the culture prepared from newborn animals. Thus, we amplify the comprehension about cellular functions of this tool, providing closer responses related to mature brain in vivo, especially regarding studies about aging and neurodegenerative diseases.

Mesmo a isquemia sendo a terceira causa de morte em países industrializados, os mecanismos relacionados a esta doença ainda continuam polêmicos e obscuros. Utilizou-se a técnica de privação de oxigênio e glicose (OGD) em fatias do hipocampo de rato para investigar parâmetros mitocondriais, neurais, astrogliais e metabólicos no período de isquemia e durante o período de reoxigenação. Os resultados mostraram uma diminuição na atividade mitocondrial durante o período isquêmico que foi mantido durante todo o período de reoxigenação. Analisando o sobrenadante destas fatias submetidas à OGD, foi observado que os níveis de LDH, NSE e GFAP se elevaram. Com relação aos níveis de lactato, verificou-se sua diminuição durante todos os períodos. Os níveis de S100B estavam elevados somente durante o período de reoxigenação. Este aumento pode ser tanto um mecanismo de neuroproteção desta proteína frente ao insulto ou ainda uma liberação por dano celular astrocitário. Além disso, foi observado um grande aumento nos níveis de glutamato durante a isquemia e este aumento retornou no período de reoxigenação. Por fim, houve uma diminuição na captação de glutamato somente no período de reoxigenação. Todos estes resultados podem ser conseqüência de uma hiper-estimulação dos receptores glutamatérgicos devido ao insulto isquêmico. Em resumo, nosso estudo mostrou alterações em diversos parâmetros neuroquímicos específicos tanto no período isquêmico quanto na reoxigenação, mostrando que cada tipo celular, reage diferentemente frente ao insulto isquêmico na técnica de OGD in vitro. / Stroke is the third cause of mortality in industrialized countries, and the mechanisms related to this disease are polemic and unclear. Oxygen and glucose deprivation (OGD) in acute rat hippocampal slices was performed to investigate mitochondrial, neural, astroglial and metabolic neurochemical parameters at different ischemic and reoxygenation periods. Results showed the mitochondrial activity decrease due energy failure during ischemic insult and reoxygenation time. In the supernatant medium, LDH, NSE and glutamate levels were increased and the lactate decrease by the lack of energy observed in the ischemic period. Parameters such as GFAP, S100B and glutamate uptake suffered alterations only at the reoxygenation period. These results have shown the vulnerability of neurons facing ischemic insult. Meanwhile, it was also observed a delayed injure of astrocytes only at reoxygenation time, which demonstrate the difference between cell types at OGD. In summary, our finding has shown altered at specific neurochemical parameters in OGD in vitro which features the ischemic episodes and reoxygenation periods.

moderadas, ela proporciona efeitos benéficos sobre as funções cognitivas na vida adulta e no decorrer do envelhecimento. No entanto, a ingestão crescente de bebidas contendo cafeína por adolescentes tem causado preocupação, pois os efeitos desta substância sobre as funções cognitivas e a maturação do encéfalo durante a adolescência são pouco conhecidos. A cafeína atravessa a placenta e a barreira hemato-encefálica e o seu consumo tem sido associado ao maior risco de aborto espontâneo e baixo peso ao nascer. Portanto, nos estágios iniciais do desenvolvimento encefálico o consumo de cafeína também carece de maiores eslcarecimentos. Nesta tese, o impacto do consumo de cafeína durante diferentes fases de desenvolvimento do encéfalo foi investigado sobre o comportamento e proteínas sinápticas em ratos. No primeiro capítulo, ratos adolescentes machos consumiram cafeína na água de beber nas doses de 0,1; 0,3 e 1,0 g/L (correspondendo ao consumo baixo, moderado e elevado, respectivamente) somente durante o seu período ativo (das 19 às 7 horas). Nenhuma das doses testadas teve efeito sobre a atividade locomotora, porém todas desencadearam efeitos ansiogênicos. A cafeína (0,3 e 1,0 g/L) melhorou o desempenho na tarefa de reconhecimento ao objeto, enquanto na dose mais elevada (1,0 g/L) os animais não habituaram ao campo aberto, uma forma de avaliar o aprendizado não-associativo. Todas as doses testadas reduziram a densidade de proteína glial fibrilar ácida (GFAP) e proteína associada ao sinaptossoma (SNAP-25) sem causar alterações na imunorreatividade da proteína nuclear específica para neurônios (NeuN) no hipocampo e no córtex cerebral No hipocampo, a cafeína (em todas as doses testadas) aumentou a densidade de receptor de adenosina A1 e reduziu a do factor neurotrófico derivado do encéfalo (BDNF) e sua forma precursora (proBDNF) (1,0 g/L). No córtex cerebral, a cafeína (1,0 g/L) reduziu a densidade do receptor A1 e aumentou a do BDNF e do proBDNF (0,3 e 1,0 g/L). Estes resultados revelam que o consumo de cafeína por ratos adolescentes exacerba a ansiedade, mas provoca diferentes efeitos sobre a memória, melhorando a de reconhecimento e prejudicando o aprendizado não associativo. Parte destes efeitos foi associada às mudanças nos níveis de BDNF, GFAP e SNAP-25, porém sem perda da viabilidade neuronal aparente no hipocampo e no córtex cerebral. No segundo capítulo, o impacto do consumo de cafeína (0,1; 0,3 e 1,0 g/L na água de beber, das 19 às 7 horas) foi investigado sobre o comportamento e proteínas sinápticas na vida adulta dos animais que consumiram cafeína no decorrer do desenvolvimento encefálico. O consumo de três diferentes doses de cafeína iniciou 15 dias antes do acasalamento e permaneceu durante a prenhez e lactação. A partir do desmame os animais foram divididos em dois grupos: os que consumiram cafeína até a vida adulta (ao longo da vida) e os que interromperam o consumo (desenvolvimento). Esses dois grupos também foram subdivididos e analisados de acordo com o sexo. Foram comparados os efeitos destes protocolos sobre o comportamento e a densidade de proteínas sinápticas do hipocampo e córtex de fêmeas e machos adultos. A memória de reconhecimento foi prejudicada nas fêmeas que receberam cafeína (0,3 e 1,0 g/L) durante o desenvolvimento, o que coincidiu com o aumento do proBDNF e níveis inalterados de BDNF no hipocampo Ambos os protocolos de exposição causaram hiperlocomoção nos machos, enquanto que nas fêmeas somente a exposição ao longo da vida aumentou a atividade locomotora de forma significativa. Já no comportamento relacionado à ansiedade, ambos os sexos apresentaram um perfil ansiolítico ao consumir cafeína (1,0 g/L) ao longo da vida. Ambos os regimes de administração diminuíram os níveis de GFAP e SNAP-25 no hipocampo dos ratos machos. A densidade do receptor de TrkB foi reduzida no hipocampo em ambos os sexos e protocolos de exposição. No córtex cerebral BDNF e proBDNF aumentaram com o consumo de cafeína ao longo da vida nos machos. Nas fêmeas houve aumento no BDNF, mas não no proBDNF, em ambos regimes de administração. O receptor TrkB diminuiu no córtex dos ratos machos que receberam cafeína somente durante o desenvolvimento. Ambas proteínas – GFAP e SNAP-25 – aumentaram suas densidades nos machos que receberam ambos regimes de administração. Estes resultados revelaram que o consumo de cafeína ao longo da vida pode recuperar o prejuízo na memória de reconhecimento das fêmeas que consumiram a substância durante o desenvolvimento e indicam que a exposição durante um período específico do desenvolvimento do encéfalo promove alterações comportamentais dependentes do sexo, as quais nós relacionamos com modificações na sinalização BDNF. Os resultados desta tese destacam a importância de controlar o consumo de cafeína em períodos críticos para o desenvolvimento encefálico de ratos, e aponta para um efeito dependente do sexo. No entanto, mais estudos são necessários para ampliar nosso conhecimento sobre as possíveis vias de sinalização envolvidas nestes processos. / Caffeine is the most consumed psychostimulant substance worldwide, with benefits for cognitive functioning. Caffeine intake at moderate doses also prevents age-related cognitive decline. However, health experts have raised concerns about the growing intake of caffeine-containing drinks by adolescent population. In fact, the effects of caffeine on cognitive functions and neurochemical aspects of late brain maturation during adolescence are poorly understood. In addition, caffeine consumption in the early stages of fetal development has been associated with miscarriage and low birth weight, since it penetrates placenta and blood-brain barrier during pregnancy. Therefore, the impact of caffeine intake was investigated during different stages of brain development. In the first chapter of this thesis, adolescent male rats consumed caffeine in the drinking water (0.1; 0.3 and 1.0 g/L corresponding to low, moderate and high doses, respectively) only during their active period (from 7:00 p.m. to 7:00 a.m.). None of the doses tested had effect on locomotor activity, whereas all triggered anxiogenic effects. Caffeine (0.3 and 1.0 g/L) improved the performance in the object recognition task, but the higher dose of caffeine (1.0 g/L) decreased habituation in open field arena, suggesting a non-associative learning impariment. All tested doses reduced glial fibrillary acidic protein density (GFAP) and synaptosome-associated protein (SNAP-25) without causing any changes in immunoreactivity for neuronspecific nuclear protein (NeuN) in the hippocampus and cerebral cortex. In the hippocampus, caffeine (all doses tested) increased adenosine A1 receptor density and reduced brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and proBDNF (1.0 g/L). In the cerebral cortex, caffeine (1.0 g/L) reduced adenosine A1 receptor and increased BDNF and proBDNF density (0.3 and 1.0 g/L) These findings document the effects of caffeine consumption in adolescent rats with a dual impact on anxiety and recognition memory, associated with changes in BDNF, GFAP and SNAP-25 levels without apparent neuronal loss in hippocampus and cerebral cortex. In the second chapter, it was tested whether caffeine consumption (0.1; 0.3 and 1.0 g/L in drinking water, from 7:00 p.m. to 7:00 a.m) throughout life may reverse the negative effects caused by the consumption of caffeine in the early stages of development. For this, we used exposure protocols with the end in postnatal days (PND) 21 (development) or 90 (throughout life); both protocols starting 15 days before mating. The effects of these protocols on the behavior and hippocampal synaptic proteins density of adult female and male rats were compared. Recognition memory was impaired in females receiving caffeine (0.3 and 1.0 g/L) during development, which coincided with increased proBDNF levels and unchanged BDNF in the hippocampus. Both exposure protocols caused hyperlocomotion in males, whereas in females only the exposure throughout life significantly increased locomotor activity. Considering the anxiety related behavior, both sexes presented an anxiolytic profile when consuming caffeine (1.0 g/L) throughout life. Both exposure regimens decreased hippocampal GFAP and SNAP-25 of male rats. The hipocampal TrkB receptor was reduced in both sexes and protocols of exposure In the cortex, both proBDNF and BDNF increased in males receiving caffeine throughout life as well as GFAP and SNAP-25 increased in both treatments regimen. The results revealed that caffeine consumption throughout life can recover the impairment in recognition memory of females that consumed caffeine during development and indicate that exposure for a specific period of brain development promotes sex-dependent behavioral changes, which we relate to alterations in BDNF signaling. The results of this thesis emphasize the importance of controlling caffeine intake during critical periods of brain development of rats and points to a sex dependent effect. However, more studies are needed to expand our knowledge about the possible signaling pathways involved in these processes.

Astrócitos são células gliais com fundamental importância no sistema nervoso central (SNC), tanto em condições fisiológicas quanto patológicas. Estas células são essenciais na plasticidade neural, no metabolismo de neurotransmissores, na defesa antioxidante, na regulação do metabolismo energético, na homeostase iônica, na resposta inflamatória, na manutenção da barreira sangue-cérebro, na migração neuronal e na estabilização da comunicação entre as células. Assim, alterações em funções astrocitárias (como as que ocorrem no envelhecimento) estão relacionadas a importantes alterações na funcionalidade cerebral. Desta forma, esta tese teve por objetivo demonstrar que a cultura de astrócitos derivada de ratos Wistar adultos, desenvolvida e caracterizada pelo nosso grupo de pesquisa, pode ser um modelo de estudo fidedigno e versátil das propriedades celulares astrocitárias. Nossos resultados apontam que esta metodologia pode ser utilizada para elucidar o perfil de aminoácidos e gliotransmissores assim como da atividade enzimática glial e gerenciamento de neurotransmissores. Também demonstramos que a cultura adulta não é derivada de progenitores neurais e que parâmetros mitocondriais observados no cérebro adulto foram reproduzidos in vitro. A análise de respostas a estímulos demonstrou ser variável, dependendo da idade dos animais. Da mesma forma, o uso de culturas de diferentes idades revelou o efeito antienvelhecimento da guanosina, sugerindo sua atividade glioprotetora. Finalmente, demonstramos que culturas preparadas a partir de animais neonatos submetidas a um modelo de senescência in vitro apresentam respostas diferentes das apresentadas por culturas preparadas a partir de animais adultos e/ou envelhecidos, demonstrando que o modelo mais adequado para elucidar propriedades astrocitárias do cérebro maduro é o derivado de animais adultos. Portanto, demonstramos com este estudo a importância da disponibilidade de uma ferramenta como a cultura de astrócitos adultos e elucidamos características bioquímicas, celulares e moleculares desta ferramenta, evidenciando algumas de suas diferenças em comparação à cultura preparada a partir de ratos neonatos. Assim, ampliamos a compreensão das propriedades e funções celulares desta ferramenta, fornecendo respostas mais aproximadas às respostas fornecidas por astrócitos do cérebro maduro in vivo, especialmente no estudo do envelhecimento e das doenças neurodegenerativas. / Astrocytes are glial cells of pivotal importance in the central nervous system (CNS), both in physiological and pathological conditions. Some of their roles include neural plasticity, neurotransmitter metabolism, antioxidant defenses, control of energy metabolism, ionic homeostasis, inflammatory response, formation and maintenance of blood-brain barrier, neuronal migration and cellular communication. Thus, changes in astrocytic function (such as occurs in aging) are related to changes in brain function. The aim of this thesis was to demonstrate that astrocyte cultures from adult Wistar rats (developed and characterized by our research group) might be a reliable and versatile tool for studying astrocytic cellular properties. Our results suggest that this culture model is suitable to study the amino acids content and gliotransmitters, as well as glial enzymatic activity and neurotransmitter management. Next, we showed that the astrocyte cultures are not derived from neural progenitors and tissue mitochondrial parameters were reproduced in in vitro cultures. Responses to stimulus were variable, depending on the animals’ age. Accordingly, guanosine presented an anti-aging effect, indicating its glioprotective activity. Finally, we showed that cultures prepared from newborn rats submitted to an in vitro senescence model presented different responses when compared with mature animals, indicating that our culture model is the most suitable model to represent astrocytic properties in the mature brain. Therefore, this study demonstrates the relevance of this tool to understanding the biochemical, cellular and molecular properties of adult astrocytes, showing some differences related to the culture prepared from newborn animals. Thus, we amplify the comprehension about cellular functions of this tool, providing closer responses related to mature brain in vivo, especially regarding studies about aging and neurodegenerative diseases.

moderadas, ela proporciona efeitos benéficos sobre as funções cognitivas na vida adulta e no decorrer do envelhecimento. No entanto, a ingestão crescente de bebidas contendo cafeína por adolescentes tem causado preocupação, pois os efeitos desta substância sobre as funções cognitivas e a maturação do encéfalo durante a adolescência são pouco conhecidos. A cafeína atravessa a placenta e a barreira hemato-encefálica e o seu consumo tem sido associado ao maior risco de aborto espontâneo e baixo peso ao nascer. Portanto, nos estágios iniciais do desenvolvimento encefálico o consumo de cafeína também carece de maiores eslcarecimentos. Nesta tese, o impacto do consumo de cafeína durante diferentes fases de desenvolvimento do encéfalo foi investigado sobre o comportamento e proteínas sinápticas em ratos. No primeiro capítulo, ratos adolescentes machos consumiram cafeína na água de beber nas doses de 0,1; 0,3 e 1,0 g/L (correspondendo ao consumo baixo, moderado e elevado, respectivamente) somente durante o seu período ativo (das 19 às 7 horas). Nenhuma das doses testadas teve efeito sobre a atividade locomotora, porém todas desencadearam efeitos ansiogênicos. A cafeína (0,3 e 1,0 g/L) melhorou o desempenho na tarefa de reconhecimento ao objeto, enquanto na dose mais elevada (1,0 g/L) os animais não habituaram ao campo aberto, uma forma de avaliar o aprendizado não-associativo. Todas as doses testadas reduziram a densidade de proteína glial fibrilar ácida (GFAP) e proteína associada ao sinaptossoma (SNAP-25) sem causar alterações na imunorreatividade da proteína nuclear específica para neurônios (NeuN) no hipocampo e no córtex cerebral No hipocampo, a cafeína (em todas as doses testadas) aumentou a densidade de receptor de adenosina A1 e reduziu a do factor neurotrófico derivado do encéfalo (BDNF) e sua forma precursora (proBDNF) (1,0 g/L). No córtex cerebral, a cafeína (1,0 g/L) reduziu a densidade do receptor A1 e aumentou a do BDNF e do proBDNF (0,3 e 1,0 g/L). Estes resultados revelam que o consumo de cafeína por ratos adolescentes exacerba a ansiedade, mas provoca diferentes efeitos sobre a memória, melhorando a de reconhecimento e prejudicando o aprendizado não associativo. Parte destes efeitos foi associada às mudanças nos níveis de BDNF, GFAP e SNAP-25, porém sem perda da viabilidade neuronal aparente no hipocampo e no córtex cerebral. No segundo capítulo, o impacto do consumo de cafeína (0,1; 0,3 e 1,0 g/L na água de beber, das 19 às 7 horas) foi investigado sobre o comportamento e proteínas sinápticas na vida adulta dos animais que consumiram cafeína no decorrer do desenvolvimento encefálico. O consumo de três diferentes doses de cafeína iniciou 15 dias antes do acasalamento e permaneceu durante a prenhez e lactação. A partir do desmame os animais foram divididos em dois grupos: os que consumiram cafeína até a vida adulta (ao longo da vida) e os que interromperam o consumo (desenvolvimento). Esses dois grupos também foram subdivididos e analisados de acordo com o sexo. Foram comparados os efeitos destes protocolos sobre o comportamento e a densidade de proteínas sinápticas do hipocampo e córtex de fêmeas e machos adultos. A memória de reconhecimento foi prejudicada nas fêmeas que receberam cafeína (0,3 e 1,0 g/L) durante o desenvolvimento, o que coincidiu com o aumento do proBDNF e níveis inalterados de BDNF no hipocampo Ambos os protocolos de exposição causaram hiperlocomoção nos machos, enquanto que nas fêmeas somente a exposição ao longo da vida aumentou a atividade locomotora de forma significativa. Já no comportamento relacionado à ansiedade, ambos os sexos apresentaram um perfil ansiolítico ao consumir cafeína (1,0 g/L) ao longo da vida. Ambos os regimes de administração diminuíram os níveis de GFAP e SNAP-25 no hipocampo dos ratos machos. A densidade do receptor de TrkB foi reduzida no hipocampo em ambos os sexos e protocolos de exposição. No córtex cerebral BDNF e proBDNF aumentaram com o consumo de cafeína ao longo da vida nos machos. Nas fêmeas houve aumento no BDNF, mas não no proBDNF, em ambos regimes de administração. O receptor TrkB diminuiu no córtex dos ratos machos que receberam cafeína somente durante o desenvolvimento. Ambas proteínas – GFAP e SNAP-25 – aumentaram suas densidades nos machos que receberam ambos regimes de administração. Estes resultados revelaram que o consumo de cafeína ao longo da vida pode recuperar o prejuízo na memória de reconhecimento das fêmeas que consumiram a substância durante o desenvolvimento e indicam que a exposição durante um período específico do desenvolvimento do encéfalo promove alterações comportamentais dependentes do sexo, as quais nós relacionamos com modificações na sinalização BDNF. Os resultados desta tese destacam a importância de controlar o consumo de cafeína em períodos críticos para o desenvolvimento encefálico de ratos, e aponta para um efeito dependente do sexo. No entanto, mais estudos são necessários para ampliar nosso conhecimento sobre as possíveis vias de sinalização envolvidas nestes processos. / Caffeine is the most consumed psychostimulant substance worldwide, with benefits for cognitive functioning. Caffeine intake at moderate doses also prevents age-related cognitive decline. However, health experts have raised concerns about the growing intake of caffeine-containing drinks by adolescent population. In fact, the effects of caffeine on cognitive functions and neurochemical aspects of late brain maturation during adolescence are poorly understood. In addition, caffeine consumption in the early stages of fetal development has been associated with miscarriage and low birth weight, since it penetrates placenta and blood-brain barrier during pregnancy. Therefore, the impact of caffeine intake was investigated during different stages of brain development. In the first chapter of this thesis, adolescent male rats consumed caffeine in the drinking water (0.1; 0.3 and 1.0 g/L corresponding to low, moderate and high doses, respectively) only during their active period (from 7:00 p.m. to 7:00 a.m.). None of the doses tested had effect on locomotor activity, whereas all triggered anxiogenic effects. Caffeine (0.3 and 1.0 g/L) improved the performance in the object recognition task, but the higher dose of caffeine (1.0 g/L) decreased habituation in open field arena, suggesting a non-associative learning impariment. All tested doses reduced glial fibrillary acidic protein density (GFAP) and synaptosome-associated protein (SNAP-25) without causing any changes in immunoreactivity for neuronspecific nuclear protein (NeuN) in the hippocampus and cerebral cortex. In the hippocampus, caffeine (all doses tested) increased adenosine A1 receptor density and reduced brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and proBDNF (1.0 g/L). In the cerebral cortex, caffeine (1.0 g/L) reduced adenosine A1 receptor and increased BDNF and proBDNF density (0.3 and 1.0 g/L) These findings document the effects of caffeine consumption in adolescent rats with a dual impact on anxiety and recognition memory, associated with changes in BDNF, GFAP and SNAP-25 levels without apparent neuronal loss in hippocampus and cerebral cortex. In the second chapter, it was tested whether caffeine consumption (0.1; 0.3 and 1.0 g/L in drinking water, from 7:00 p.m. to 7:00 a.m) throughout life may reverse the negative effects caused by the consumption of caffeine in the early stages of development. For this, we used exposure protocols with the end in postnatal days (PND) 21 (development) or 90 (throughout life); both protocols starting 15 days before mating. The effects of these protocols on the behavior and hippocampal synaptic proteins density of adult female and male rats were compared. Recognition memory was impaired in females receiving caffeine (0.3 and 1.0 g/L) during development, which coincided with increased proBDNF levels and unchanged BDNF in the hippocampus. Both exposure protocols caused hyperlocomotion in males, whereas in females only the exposure throughout life significantly increased locomotor activity. Considering the anxiety related behavior, both sexes presented an anxiolytic profile when consuming caffeine (1.0 g/L) throughout life. Both exposure regimens decreased hippocampal GFAP and SNAP-25 of male rats. The hipocampal TrkB receptor was reduced in both sexes and protocols of exposure In the cortex, both proBDNF and BDNF increased in males receiving caffeine throughout life as well as GFAP and SNAP-25 increased in both treatments regimen. The results revealed that caffeine consumption throughout life can recover the impairment in recognition memory of females that consumed caffeine during development and indicate that exposure for a specific period of brain development promotes sex-dependent behavioral changes, which we relate to alterations in BDNF signaling. The results of this thesis emphasize the importance of controlling caffeine intake during critical periods of brain development of rats and points to a sex dependent effect. However, more studies are needed to expand our knowledge about the possible signaling pathways involved in these processes.