Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6779.pdf: 4081865 bytes, checksum: f8c80484ba3b15da8905a6d3499ac8f2 (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / Universidade Federal de Minas Gerais / The lateral parabrachial nucleus (LPBN) is an important area of the hindbrain circuitry involved in cardiorespiratory control. Adenosine triphosphate (ATP) is considered an important central neurotransmitter and purinergic receptors are present in the LPBN. The involvement of purinergic mechanisms of the LPBN in the cardiorespiratory control during hypoxia is still unknown. In the present study, we investigated the effects of alpha, beta-me ATP (P2X purinergic agonist) alone or combined with PPADS (P2 purinergic receptor antagonist) injected into the LPBN on cardiorespiratory responses induced by acute hypoxia (7% O2 for 60 min) in unanesthetized rats and chronic intermittent hypoxia (CIH) (10% O2, 8 hours/7 days) in anesthetized rats. Additionally, in another unanesthetized rats group, we investigated the effect of acute hypoxia (7% O2 for 60 minutes) on the activity of LPBN neurons and also the effect of alpha, beta-me ATP injected into the LPBN on Fos immunoreactivity at NTS induced by acute hypoxia (7% O2 for 60 min). In unanesthetized group, we used male Holtzman rats (290-310 g, n=8/group) with stainless steel cannulas implanted bilaterally into the LPBN. A polyethylene tubing was inserted into abdominal aorta through femoral artery for recording mean arterial pressure (MAP) and heart rate (HR). Respiratory frequency (fR), tidal volume (VT) and ventilation (VE) were recorded by whole-body plethysmography. The unanesthetized rats received bilateral injections of PPADS (4 nmol/0.2 &#956;L) into the LPBN 10 minutes before injections of alpha, beta-me ATP (2 nmol/0.2 &#956;L) or saline into the LPBN. Ten minutes after the LPBN injections, a hypoxic gas mixture (7% O2) was ventilated in the chamber for 60 minutes. In anesthetized group, we used Sprague Dawley rats (300-400 g, n=7) were exposed for 7 days to CIH (alternating 6 min periods of 10% O2 and 4 min of 21% O2 from 8 am to 4 pm; and continuous exposition to normoxic at 21% O2 from 4 pm to 8 am). Mean arterial pressure (MAP), heart rate (HR), renal sympathetic nerve discharge (RSND) and amplitude and phrequency of phrenic nerve activity (PNA) were recorded in rats anesthetized with urethane and alpha chloralose, vagotomized and mechanically ventilated. The anesthetized rats received a unilateral injections of alpha, beta-me ATP (2.0 nmol/50 nL) before, 10 and 30 minutes after PPADS (0.125 nmol/50 nL) into the LPBN. For immunohistochemistry group we used male Holtzman rats, we studied the expression of Fos in the LPBN and medial parabrachial nucleus (MPBN) of unanesthetized rats exposed to 1 h of acute hypoxia, on another group, the animals received a bilateral injections of alpha, beta-me ATP into the LPBN or saline 10 minutes (n= 5/group) before the acute hypoxia for 1 h. After this period, the rats were deeply anesthetized and perfused to remove the brains and carrying out immunohistochemical procedures. In unanesthetized rats, bilateral injections of alpha,beta-me ATP into the LPBN potentiated acute hypoxia-induced increase in VT (&#61508;&#61472;= 4.0±0.3 mL/kg, vs. saline 2.2±0.2 mL/kg, or 81% of increase, p= 0.005) and VE (&#61508;&#61472;= 871±55 mL/kg/min, vs. saline: 598±60 ml/kg/min, or 45% of increase, p= 0.009), without changing hypoxia-induced tachypnea (&#61508;&#61472;fR = 49±5 cpm, vs. saline: 48±5 cpm). The pre-treatment with PPADS into the LPBN abolished the responses produced by alpha, beta-me ATP. Bilateral injections of alpha,beta-me ATP into the LPBN did not affect the hypotension, and tachycardia induced by acute hypoxia. In normoxic anesthetized rats, unilateral injections of alpha, beta-me ATP (2.0 nmol/50 nL) into the LPBN increased MAP (&#916; = 10±2 mmHg, vs. saline: 0±1 mmHg, p<0.05), RSND (&#916; = 40±12%, vs. saline: 1±1%) and phrequency PNA (&#916; = 17±5 cpm, vs. saline: 0±1 cpm, p<0.05), without changing HR and amplitude PNA. Unilateral injection of PPADS into the LPBN abolished the increase in MAP (&#916; = 0±1 mmHg), RSND (&#916; = 3±3.1%) and phrequency PNA (&#916; = 1±1 cpm) produced by alpha, beta-me ATP injected into LPBN. In anesthetized CIH rats, the injection of alpha, beta-me ATP into the LPBN increased even more MAP (&#916; = 20±2, vs. saline: -1±1 mmHg), HR (&#916; = 25±5 bpm, vs. saline: -1±1 bpm) and amplitude PNA (&#916; = 87±31%, vs. saline: 2±1%), in addition to have increased also frequency PNA (&#916; = 17±5 cpm, vs. saline: -1±1 cpm). In immunohistochemistry group the acute hypoxia produces activation of the LPBN neurons (93 ± 8, vs. normoxic 22 ± 8 cells), while the injection of alpha, beta-me ATP into the LPBN potentiated the Fos expression in caudal NTS (NTSc; 88 ± 4, vs. saline: 42 ± 8 cells) and rostral NTS (NTSr, 62 ± 8, vs. saline: 38 ± 4 cells). In conclusion, our data suggest that the P2 receptors into the LPBN are involved in the cardiorespiratory responses induced by acute hypoxia and chronic intermittent hypoxia and these responses activate neurons in the NTS, suggesting possible direct or indirect projections between the LPBN and the NTS. / O núcleo parabraquial lateral (NPBL) é uma importante área da circuitaria do tronco encefálico envolvida no controle cardiorrespiratório. A adenosina trifosfato (ATP) é considerada um importante neurotransmissor e os receptores purinérgicos estão presentes no NPBL. O envolvimento de mecanismos purinérgicos do NPBL no controle cardiorrespiratório durante a hipóxia ainda é desconhecido. No presente estudo, investigamos os efeitos do alfa, beta-metileno ATP (alfa, beta-me ATP, agonista purinérgico P2X) sozinho ou combinado com PPADS (antagonista dos receptores purinérgicos P2) injetado no NPBL sobre as respostas cardiorrespiratórias induzidas por hipóxia aguda (7% O2 por 60 min) em ratos não anestesiados e hipóxia crônica intermitente (HCI, 10% de O2, 8 horas/7 dias) em ratos anestesiados. Além disso, em um outro grupo de ratos não anestesiados, investigamos o efeito da hipóxia aguda (7% de O2, durante 60 min) sobre a atividade dos neurônios do NPBL e também o efeito da injeção de alfa, beta-me ATP no NPBL sobre a imunorreatividade à proteína Fos no NTS induzido por hipóxia aguda. No grupo de ratos não anestesiados, foram utilizados ratos Holtzman (290-310 g, n = 8/ grupo) com cânulas de aço inoxidável implantadas bilateralmente no NPBL. Um tubo de polietileno foi inserido na aorta abdominal através da artéria femoral para registro da pressão arterial média (PAM) e frequência cardíaca (FC). A frequência respiratória (fR), volume corrente (VC) e ventilação (VE) foram registrados através da pletismografia de corpo inteiro. Os ratos não anestesiados receberam injeções bilaterais de PPADS (4 nmol/0,2 &#956;L) no NPBL 10 minutos antes da injeção de alfa, beta-me ATP (2 nmol/0,2 &#956;L) ou salina no NPBL. Dez minutos após as injeções no NPBL, uma mistura de gás hipóxico (7% de O2) foi ventilado na câmara, durante 60 minutos. No grupo de ratos anestesiado, foram utilizados ratos Sprague Dawley (300-400 g, n = 7) que foram expostos por 7 dias à HCI (alternando períodos de 6 minutos de 10% de O2 e 4 min de 21% O2 entre as 08:00- 16:00 hs; e exposição contínua à normóxia em 21% O2 entre as 08:00-16:00 hs). PAM, FC, atividade nervosa simpática renal (ANSR) e atividade do nervo frênico (ANF) foram registradas em ratos anestesiados com uretana e alfa cloralose, vagotomizados e ventilados mecanicamente. Os animais anestesiados receberam injeções unilaterais de alfa, beta-me ATP (2,0 nmol/50 nL) antes, 10 e 30 minutos após PPADS (0,125 nmol/50 nL) no NPBL. Para o grupo de imunohistoquímica, foram utilizados ratos Holtzman, onde estudamos a expressão da proteína Fos no NBPL e núcleo parabraquial medial (NPBM) de ratos não anestesiados submetidos a 1 h de hipóxia aguda. Em um outro grupo, os animais receberam injeções bilaterais no NPBL de alfa, beta-me ATP ou salina (n = 5/grupo) 10 minutos antes da hipóxia aguda durante 1 h. Após este período, os ratos foram anestesiados profundamente e perfundidos para a remoção dos encéfalos e realização de procedimentos de imunohistoquímica. Nos ratos não anestesiados as injeções bilaterais de alfa, beta-me ATP no NPBL potencializou o aumento no VC (&#61508;= 4,0 ± 0,3 ml/kg, vs. salina: 2,2 ± 0,2 mL/kg, ou 81% de aumento, p = 0,005) e VE (&#61508;= 871 ± 55 mL/kg/min, vs. salina: 598 ± 60 ml/kg/min, ou seja 45% de aumento, p = 0,009), sem alterar taquipneia (&#61508;fR = 49 ± 5 cpm, vs. salina: 48 ± 5 cpm) induzida por hipóxia aguda. O pré-tratamento com PPADS no NPBL aboliu as respostas de alfa, beta-me ATP. Injeções bilaterais de alfa, beta-me ATP no NPBL não afetou a hipotensão e taquicardia induzidos pela hipóxia aguda. Em ratos anestesiados expostos a normóxia por 7 dias, as injeções unilaterais de alfa, beta-me ATP (2,0 nmol/50 nL) aumentou a PAM (&#916; = 10 ± 2 mmHg, vs. salina: 0 ± 1 mmHg, p <0,05), ANSR (&#916; = 40 ± 12%, vs. salina: 1 ± 1%) e frequência da ANF (&#916; = 17 ± 5 cpm, vs. salina: 0 cpm ± 1cpm), sem alterar FC e a amplitude da ANF. O pré-tratamento com PPADS (0,125 nmol/50 nL) no NPBL aboliu o aumento da PAM (&#916; = 0 ± 1 mmHg), ANSR (&#916; = 3 ± 3,1%) e a frequência da ANF (&#916; = 1 ± 1 cpm) produzidos pela injeção de alfa, beta-me ATP. Em ratos anestesiados expostos à HCI, a injeção de alfa, beta-me ATP no NPBL aumentou ainda mais PAM (&#916; = 20 ± 2, vs. salina: -1 ± 1 mmHg), FC (&#916; = 25 ± 5 bpm, vs. salina: -1 ± 1 bpm) e a amplitude da ANF (&#916; = 87 ± 31%, vs. salina: 2 ± 1%), além de ter aumentado também a freqüência da ANF (&#916; = 17 ± 5 cpm, vs. salina: -1 ± 1 cpm, p <0,05). No grupo imunohistoquímica, a hipóxia aguda produziu a ativação dos neurônios do NPBL (93 ± 8, normóxia, vs. 22 ± 8 células), enquanto que a injeção de alfa, beta-me ATP no NPBL potencializou a expressão de Fos no NTS caudal (NTSc; 88 ± 4, vs. salina: 42 ± 8 células) e rostral (NTSr, 62 ± 8, vs. salina: 38 ± 4 células). Concluindo, nossos resultados sugerem que os receptores P2 do NPBL estão envolvidos nas respostas cardiorrespiratórias induzidas por hipóxia aguda e hipóxia crônica intermitente e essas respostas ativam neurônios no NTS, sugerindo possíveis projeções diretas ou indiretas entre o NPBL e o NTS.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4404.pdf: 1810111 bytes, checksum: 6d3d450fd7a8a81c835b1a82a6176dba (MD5) Previous issue date: 2012-03-02 / Financiadora de Estudos e Projetos / The central nervous system (CNS) has an important role in maintaining the composition and volume of body fluids for the appropriate tissue perfusion. An important area of the CNS that receives cardiorespiratory afferents is the nucleus of the solitary tract (NTS) that has several types of neurotransmitters, includingL-glutamate and adenosine 5'-triphosphate (ATP). Neuroendocrine changes that occur during sodium depletion could change glutamatergi c and purinergic neurotransmissions into the NTS. Thus, in this study, we investigated : 1) the effects of sodium depletion on cardiorespiratory responses before and after injections of L -glutamate and α,β-methyleneadenosine 5′-triphosphate (α,β-methyl ATP, a selective P2X purinergic receptor agonist) into the NTS of unanesthetized and sodium depleted rats; 2) the cardiorespiratory responses of the injection of α,β-methyl ATP before and after the blockade of P2 receptor purinergic antagonist with suramin (non-selective P2 purinergic receptor antagonist) into NTS of unanesthetized and normovolemic rats and 3) to describe the autonomic components involved with the cardiovascular responses after injection of α,β-methyl ATP into the NTS. Male Holtzman rats with a cannula implanted into the NTS and catheters inserted into the femoral artery and vein were used. Ventilation (VE) was measured by whole body plethysmograph method. In relation to objective 1, the cardiorespiratory parameters were measured in normovolemic (before sodium depletion), depleted (24 h after sodium depletion) and repleted rats (two hours after free access to 0.3 M NaCl and water). Sodium depletion was induced by the treatment with the diuretic furosemide (20 mg/kg of body weight) injected subcut aneously (s.c.) followed by 24 h of sodium -deficient diet. Sodium depletion did not modify baseline MAP (104 ± 4 mmHg, vs. normovolemic: 105 ± 4 mmHg) or HR (334 ± 20 bpm, vs. normovolemic: 379 ± 13 bpm) but increased the VE (708 ± 107 ml/min/kg, vs. normovolemic: 478 ± 60 ml/min/kg). This effect was due to increase on tidal volume (VT, 7 ± 0.6 ml/kg, vs. normovolemic: 5 ± 0.4 ml/kg) without effect on the respiratory frequency (fR, 99 ± 8 cpm, vs. normovolemic: 85 ± 6 cpm). In repleted rats, VE did not return to normal level (640 ± 33 ml/min/kg, vs. normovolemic: 478 ± 60 ml/min/kg). Unilateral injections of L-glutamate (1 and 5 nmol/100 nl) into the NTS produced pressor response (17 ± 3 and 36 ± 3 mmHg, respectively, vs. saline: 3 ± 1 mmHg), bradycardia (-130 ± 15 and -169 ± 10 bpm, respectively, vs. saline: -13 ± 6 bpm) and the hyperventilation (233 ± 44 and 495 ± 114 ml/min/kg, respectively, vs. saline: 32 ± 26 ml/min/kg). Sodium depletion reduced pressor responses (4 ± 3 mmHg and 13 ± 4 mmHg, respectively) and hyperventilation (-112 ± 112 and 7 ± 115 ml/min/kg, respectively) and did not change bradycardia (-116 ± 30 and -156 ± 18 bpm, respectively). Unilateral injections of α,β-methyl ATP (2 nmol/100 nl) into the NTS also produced pressor response (36 ± 5 mmHg, vs. saline: 3 ± 1 mmHg), bradycardia (-194 ± 18 bpm, vs. saline: -13 ± 6 bpm) and did not change VE (54 ± 96 ml/min/kg, vs. saline: 32 ± 26 ml/min/kg). Sodium depletion reduced pressor response (24 ± 5 mmHg), VE ( -147 ± 184 ml/min/kg) and did not change bradycardia (-168 ± 22 bpm). In relation to objective 2, the results showed that injection of α,β-methyl ATP (2 nmol/100 nl) into NTS produced pressor response (24 ± 4 mmHg e -187 ± 39 bpm, respectively) and these responses were reduced 15 min after injection of suramin into NTS ipsilateral (13 ± 2 mmHg e -80 ± 18 bpm). Injection of α,β-methyl ATP into NTS produced no significantly change in VE. In relation to objective 3, the results showed that injection of α,β-methyl ATP (2 nmol/100 nl) into NTS promote pressor and bradycardic response (32 ± 5 mmHg and -183 ± 21 bpm). The pre-treatment with the alpha1 -adrenoceptor antagonist prazosin (1 mg/kg bw, i.v.) attenuated the increase in MAP (+10 ± 3 mmHg) without changing the bradycardic response (-192 ± 21 bpm) evoked by injection of α,β-methyl ATP into NTS. The pre-treatment with the cholinergic muscarinic antagonist, methyl-atropine (1 mg/kg bw, i.v.) did not changed the pressor response (+31 ± 6 mmHg) and abolished the bradycardic response (+21 ± 6 bpm) induced by injection of α,β-methyl ATP into the NTS. The results suggest that neuroendocrine changes produced by sodium depletion (increased level of circulating ANG II, aldosterone and the desactivation of the volume receptors and baroreceptors) may change the glutamatergic and purinergic neurotransmissions into the NTS. Furthermore, activation of P2X receptors in the NTS activates both the sympathetic and parasympathetic nervous system to produce pressor and bradycardic responses, respectively, without changing ventilation / O sistema nervoso central (SNC) possui um papel fundamental na manutenção da composição e do volume dos líquidos corporais, para a adequada perfusão tecidual. Uma importante área do SNC que recebe aferências cardiorrespiratórias é o núcleo do trato solitário (NTS) que possui vários tipos de neurotransmissores, dentre eles o L-glutamato e adenosina-5´-trifosfato (ATP). Mudanças neuroendócrinas que ocorrem durante a depleção de sódio poderiam alterar as neurotransmissões glutamatérgica e purinérgica no NTS. Assim, neste estudo, tivemos 3 objetivos: 1) investigar os efeitos da depleção de sódio nas respostas cardiorrespiratórias antes e após a injeção de L-glutamato e α,β-metileno adenosina 5’ trifosfato (α,β-metil ATP, agonista seletivo de receptor purinérgico P2X) no NTS de ratos não anestesiados; 2) investigar as respostas cardiorrespiratórias à injeção de α,β-metil ATP no NTS antes e após o bloqueio dos receptores purinérgicos P2 com o suramin (antagonista não-seletivo de receptores P2) no NTS de ratos não anestesiados e normovolêmicos e 3) caracterizar os componentes autonômicos envolvidos nas respostas cardiovasculares após a injeção de α,β-metil ATP no NTS. Foram utilizados ratos Holtzman com cânulas implantadas no NTS e com cateter inserido na artéria e veia femoral. As medidas de ventilação (VE) foram obtidas pelo método de pletismografia de corpo inteiro. Com relação ao objetivo 1, os parâmetros cardiorrespiratórios foram medidos em ratos normovolêmicos (antes da depleção de sódio), depletados (24 h após a depleção de sódio) e ratos repletos (2 h após o livre acesso a NaCl 0,3 M e água). A depleção de sódio foi induzida pelo tratamento com o diurético furosemida (20 mg/Kg do peso corporal) injetado subcutaneamente (s.c.) acompanhado de uma dieta deficiente em sódio por 24 h. A depleção de sódio não modificou a PAM basal (104 ± 4 mmHg, vs. normovolêmicos: 105 ± 4 mmHg) nem a FC (334 ± 20 bpm, vs. normovolêmico: 379 ± 13 bpm) mas aumentou a VE (708 ± 107 ml/min/kg, vs. normovolêmico: 478 ± 60 ml/min/kg). Este efeito ocorreu devido a um aumento do volume corrente (VC, 7 ± 0,6 ml/kg, vs. normovolêmico: 5 ± 0,4 ml/kg) sem alterar a frequência respiratória (fR, 99 ± 8 cpm, vs. normovolêmicos: 85 ± 6 cpm). Em ratos repletos, a VE não retornou ao nível normal (640 ± 33 ml/min/kg vs. normovolêmico: 478 ± 60 ml/min/kg). Injeções unilaterais de Lglutamato (1 e 5 nmol/100 nl) no NTS produziu resposta pressora (17 ± 3 e 36 ± 3 mmHg, respectivamente, vs. salina: 3 ± 1 mmHg), bradicardia (-130 ± 15 e -169 ± 10 bpm, respectivamente, vs. salina: -13 ± 6 bpm) e hiperventilação (233 ± 44 e 495 ± 114 ml/min/kg, respectivamente, vs. salina: 32 ± 26 ml/min/kg). A depleção de sódio reduziu a resposta pressora (4 ± 3 mmHg e 13 ± 4 mmHg, respectivamente) e hiperventilação (-112 ± 112 e 7 ± 115 ml/min/kg, respectivamente) e não alterou a bradicardia (-116 ± 30 e -156 ± 18 bpm, respectivamente). Injeção unilateral de α,β-metil ATP (2 nmol/100 nl) no NTS também produziu resposta pressora (36 ± 5 mmHg, vs. salina: 3 ± 1 mmHg), bradicardia (- 194 ± 18 bpm, vs. salina: -13 ± 6 bpm) e não modificou a VE (54 ± 96 ml/min/kg, vs. salina: 32 ± 26 ml/min/kg). A depleção de sódio reduziu a resposta pressora (24 ± 5 mmHg), a VE (-147 ± 184 ml/min/kg) e não alterou a bradicardia (-168 ± 22 bpm). Com relação ao objetivo 2, os resultados mostraram que a injeção de α,β-metil ATP (2 nmol/100 nl) no NTS promoveu resposta pressora e bradicárdica (24 ± 4 mmHg e -187 ± 39 bpm, respectivamente) e estas respostas foram reduzidas aos 15 minutos após a injeção de suramin no NTS ipsilateral (13 ± 2 mmHg e -80 ± 18 bpm). A injeção de α,β-metil ATP no NTS não promoveu alterações significativas na VE. Com relação ao objetivo 3, os resultados mostraram que as injeções de α,β-metil ATP (2 nmol/100 nl) no NTS promoveu resposta pressora e bradicardia (+32 ± 5 mmHg e -183 ± 21 bpm). O pré-tratamento com o antagonista de receptor alfa-1 adrenérgico, prazosin (1 mg/kg de peso corporal, i.v.), atenuou o aumento da PAM (+10 ± 3 mmHg) sem alterar a bradicardia (-192 ± 21 bpm) provocada pela injeção de α,β-metil-ATP no NTS e o pré-tratamento com o antagonista colinérgico muscarínico, metil-atropina (1 mg/kg de peso corporal, i.v.) não alterou a resposta pressora (+31 ± 6 mmHg) e aboliu a bradicardia (+21 ± 6 bpm) induzida pela injeção de α,β-metil ATP no NTS. Os resultados sugerem que alterações neuroendócrinas produzidas pela depleção de sódio (aumento dos níveis de ANG II e aldosterona circulantes e a desativação de receptores de volume e dos barorreceptores) podem alterar as neurotransmissões glutamatérgica e purinérgica no NTS. Além disso, a ativação dos receptores purinérgicos P2X no NTS ativa simultaneamente o sistema nervoso simpático e parassimpático para produzir respostas pressora e bradicárdica, respectivamente, sem alterar a ventilação pulmonar.

Neste trabalho foram analisados os efeitos do BBG nos neurônios mioentéricos imunorreativos ao receptor P2X7 no íleo de ratos submetidos à isquemia e reperfusão (I/R). A isquemia intestinal foi obtida pela oclusão dos vasos ileais por 45 minutos, com reperfusão de 0 hora (h), 24 h e 14 dias. O BBG foi aplicado nos grupos I/R 24 h e I/R 14 dias nas dosagens de 50 e 100 mg/Kg. O grupo I/R 0 h é o grupo sem reperfusão. Os tecidos foram preparados para análises de duplas marcações, western blotting, histoquímica da mieloperoxidase, histologia e motilidade intestinal. Os resultados demonstraram a presença do receptor P2X7 nos neurônios mioentéricos. Houve uma diminuição da densidade e da área do perfil dos neurônios mioentéricos nos grupos I/R e nos grupos com o BBG houve uma recuperação dos neurônios. Nos grupos I/R houve aumento na expressão do receptor P2X7 e no número de neutrófilos e diminuição da motilidade. Os resultados sugerem que a I/R afetou os neurônios mioentéricos e que o BBG possa ter atenuado os efeitos da I/R, demonstrando uma provável neuroproteção. / We analyzed the effects of BBG antagonist on the P2X7 receptor and rats ileum enteric neurons subjected to I/R. Intestinal ischemia was obtained by ileal vessels obstruction for 45 minutes, followed by reperfusion of 0 h, 24 h and 14 days. The BBG was applied in I/R 24 h and 14 days groups in dosages of 50 and 100 mg/kg. The I/R 0 h is the group without reperfusion. Tissues were prepared by double labeling, western blotting, myeloperoxidase reaction, histology and intestinal motility analyzes. Our results demonstrated the presence of the P2X7 receptor in myenteric neurons. There was a decrease in density and in the area of the cell body profile of the myenteric neurons in the I/R groups and recovery in the BBG groups. In I/R groups there was an increase in the expression of P2X7 receptor and in the number of neutrophils and there was a decrease in intestinal motility and recover in the BBG groups. The results suggest that I/R affect the myenteric neurons and that the BBG may have attenuated the effects of ischemia, thus demonstrating a possible neuroprotection.

Orientador: Antônio Fernando Ribeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-23T16:58:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kmit_Arthur_M.pdf: 1478515 bytes, checksum: 34c7bf6fcce0ab6ab1b63b0927edcf98 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O receptor purinérgico P2X7 é um canal iônico permeável a cátions pertencente da família P2X (P2X1-P2X7). Ele é ativado por altas concentrações (100?M - 1000?M) de ATP (Adenosine 5?-triphosphate), apresentando duas distintas respostas: 1) uma rápida ativação do canal, 2) uma segunda ativação, lenta e continua, que gera largos poros na membrana celular, permeáveis a grande moléculas (900 Da). O receptor P2X7 está envolvido em processos como morte celular, formação de células gigantes e secreção de citocinas como IL-1? e está predominantemente presente em células imunes. Neste estudo foi examinado como as altas correntes do P2X7 são geradas e qual o mecanismo necessário para serem ativadas em oócitos de Xenopus laevis. Os oócitos foram cirurgicamente retirados de uma rã adulta de Xenopus laevis e injetamos o cRNA do P2X7 para expressa-los na membrana celular. Medimos a condutância através da técnica de Voltage Clamp (TEVC). A incubação dos Oócitos superexpressos com P2X7 em BABTA-AM demonstrou que o Ca2+ extracelular, e não intracelular, é necessário para gerar altas correntes não seletivas através do P2X7, e a reposição de íons extracelular (Cl- e Na+) demonstrou regula-las. A mutação de truncamento da cauda C-terminal na proteína P2X7 gerou uma corrente menor após a estimulação com 1mM de ATP. E ainda três bloqueadores de canais o Ácido Tânico, o AO1 e o NPPB inibiram significativamente as correntes geradas pelo P2X7. Nós concluímos que (i) Os oócitos de Xenopus que expressam P2X7 produzem altas correntes não seletivas após estimulação com ATP, (ii) A ativação do P2X7 requer tanto o influxo de Ca2+ e a cauda C-terminal, e (iii) as correntes do P2X7 são regulados por cátions e ânions extracelulares / Abstract: The purinergic P2X7 receptor is an ion channel permeable to cations which belong to the P2X family (P2X1-P2X7). It is activated by high concentrations (100?M - 1000?M) of ATP (adenosine 5'-triphosphate), presenting two distinct responses: 1) a rapid activation of the channel, 2) a second activation, slow and continuous, which generates a large pore in the cell membrane permeable to large molecules (900 Dalton). The P2X7 receptor is involved in processes such as cell death, giant cell formation and secretion of cytokines such as IL-1? and is present predominantly on immune cells. In this study we examined how the P2X7 high currents are generated and what is the mechanism required to be activated in Xenopus laevis oocytes. Oocytes were surgically removed from an adult frog Xenopus laevis and injected with cRNA to express the P2X7 in the cell membrane. We measure the conductance through the Voltage Clamp technique (TEVC). Incubation of oocytes overexpressed with P2X7 receptors in BABTA-AM demonstrated that extracellular Ca2+, and do not intracellular, it is necessary to generate nonselective high currents through P2X7, and replacing extracellular ions (Cl- and Na+) showed regulate them. The truncation mutation in C-terminal tail of the P2X7 protein generated a smaller current after stimulation with 1 mM ATP. And three channel blockers Tannic Acid, AO1 and NPPB significantly inhibited the generated currents by P2X7. We conclude that (i) Xenopus oocytes expressing P2X7 produce a nonselective high currents after stimulation with ATP (ii) Activation of the P2X7 requires both the influx of Ca2+ and C-terminal tail, and (iii) the currents of the P2X7 are regulated by extracellular cations and anions / Mestrado / Saude da Criança e do Adolescente / Mestre em Ciências

A Doença de Parkinson é uma doença altamente incapacitante e de grande prevalência. Pouco se sabe sobre sua etiologia e os tratamentos atuais consistem na diminuição dos sintomas, uma vez que ainda não foi encontrada uma maneira de reverter o déficit de neurônios dopaminérgicos observados nos pacientes acometidos. Sabe-se que os receptores purinérgicos são encontrados por todo o sistema nervoso central, não só no indivíduo adulto como também em diferentes estágios do desenvolvimento embrionário e estão envolvidos com proliferação e diferenciação celular. Este trabalho estudou a participação dos receptores purinérgicos em modelo animal de doença de Parkinson por lesão dos neurônios dopaminérgicos da via nigroestriatal com 6-OH dopamina (6-OHDA). Realizamos a análise do perfil de expressão gênica dos diferentes receptores após a lesão e subsequente modulação. Observamos expressão gênica alterada dos receptores P2X7 e P2Y6 até 5 semanas após a lesão. O uso do antagonista do receptor P2X7 Brilliant Blue G (BBG) induziu a regeneração da via nigroestriatal e o uso do antagonista do receptor P2Y6 MRS2578 preveniu a morte dos neurônios. Como esses efeitos foram acompanhados pela inativação de células microgliais, supõe-se que o controle do microambiente neuroinflamatório causado pela injeção de 6-OHDA seja a principal causa do efeito antiparkinsoniano observado pelo tratamento com BBG e MRS2578. Além disso, o transplante celular com células precursoras neuraisnão foi capaz de reverter o comportamento hemiparkinsoniano dos animais lesionados. Apesar do uso concomitante com BBG reduzir o comportamento, parece que esse efeito deve-se ao BBG per se, uma vez que o tratamento somente com o antagonista de P2X7 foi mais eficaz. De maneira geral, a modulação da atividade dos receptores purinérgicos se mostrou uma ferramenta promissora na pesquisa de cura e compreensão das bases moleculares da Doença de Parkinson / Parkinson\'s disease is a highly disabling and prevalent disease. Little is known about its etiology and the current treatments consist in the reduction of the symptoms, since there is no known method to reverse the dopaminergic neurons deficit observed in patients. Purinergic receptors are found throughout the central nervous system, not only in the adult individual but also at different stages of embryonic development, and are involved in proliferation and differentiation. This work investigated the role of purinergic receptors in the animal model of Parkinson\'s disease induced by 6-OH dopamine (6-OHDA) injection and consequent death of dopaminergic neurons of the nigrostriatal pathway. Patterns of purinergic receptors gene expression after the lesion and subsequent modulation were analyzed. We observed altered gene expression of P2X7 and P2Y6 receptors within 5 weeks of injury. The use of the P2X7 receptor antagonist Brilliant Blue G (BBG) induced the regeneration of the nigrostriatal pathway and treatment with P2Y6 receptor antagonist MRS2578 prevented the death of the neurons. Since these effects were accompanied by the inactivation of microglial cells, it is assumed that the control of neuroinflammatory milieu caused by the 6-OHDA injection is the main cause of the antiparkinsonian effect observed by the treatment with BBG and MRS2578. In addition, transplantation with neural precursor cells was not able to reverse the hemiparkinsonian behavior of injured animals. Although concomitant use with BBG improved cell engraftment, it appears that this effect is due to BBG per se, since treatment with only this P2X7receptor antagonist was more effective. In general, modulation of purinergic receptor activity showed to be a promising tool in the research of cure and understanding of the molecular bases of Parkinson\'s Disease.

Muitos subtipos de receptores são ativados pelo mesmo ligante, mas estão acoplados a diferentes mensageiros secundários podendo produzir sinalização divergente em uma célula, enquanto receptores ativados por diferentes ligantes, mas que compartilham o mesmo mensageiro secundário, podem produzir sinalização convergente. Para examinar as bases mecanísticas que influenciam a proliferação e a diferenciação celular determinamos as funções de liberação intracelular de Ca2+ e a excitabilidade celular mediada pelos receptores purinérgicos e colinérgicos utilizando imageamento de cálcio por microscopia confocal. Para tanto, caracterizamos a participação dos subtipos P2X1-7 e P2Y1,2,4,6 de receptores purinérgicos aos níveis dos transcritos de mRNA e de expressão protéica, assim como pela atividade de induzir os transientes de [Ca2+]i, aumento na concentração livre de cálcio intracelular, durante a diferenciação neuronal de células P19 de carcinoma embrionário, que foram utilizadas como modelo in vitro para o desenvolvimento neuronal precoce. Em células embriônicas os receptores P2Y1,2, P2X4 ou os heteromultímeros de P2X com farmacologia semelhante ao do receptor P2X4 foram os responsáveis pelos transientes de [Ca2+]i induzidos pelo ATP e seus análogos. Ao término da diferenciação neuronal, os receptores P2Y2,6 e P2X2 foram os principais mediadores das respostas de [Ca2+]i. Obtivemos evidências do envolvimento destes receptores na indução da proliferação tanto de células embriônicas como de progenitores neuronais, por ensaios de incorporação de BrdU, e da indução da diferenciação neuronal das células progenitoras, na presença de vários agonistas e antagonistas de receptores purinérgicos. Como resultado desses estudos, a regulação da proliferação e diferenciação celular foi principalmente devida aos subtipos de receptores P2Y1 e P2Y2, já que estes efeitos foram eliminados após a depleção dos depósitos intracelulares de cálcio e pela demonstração de que estes eram os possíveis receptores funcionais. Entre os receptores colinérgicos, fornecemos evidências para a expressão de receptores nicotínicos (nAChRs) e muscarínicos (mAChRs) funcionais durante a diferenciação de células P19. Detectamos a expressão e a atividade dos subtipos de nAChRs formados pelos subtipos &#945;2-&#945;7, &#946;2, &#946;4 e M1-M3 e M5 de mAChRs durante a diferenciação neuronal. As respostas de [Ca2+]i induzidas pelos agonistas dos nAChRs foram observadas em células P19 embriônicas e neuronais. As respostas de [Ca2+]i mediadas pelos receptores muscarínicos, em níveis próximos aos basais em células embriônicas, aumentaram durante a diferenciação. As elevações na [Ca2+]i induzidas pelos nAChRs em células indiferenciadas foram devidas ao influxo de Ca2+ do meio extracelular. Em células diferenciadas em neurônios, os aumentos de transientes de [Ca2+]i induzidos pelos nAChRs foram parcialmente inibidas após o pré-tratamento das células com a rianodina, enquanto as respostas de [Ca2+]i mediadas pelos mAChR não foram afetadas na presença deste composto, sugerindo uma contribuição da liberação de Ca2+ a partir dos depósitos de Ca2+ sensíveis à rianodina para as elevações mediadas pelos nAChRs. Demonstramos também, que a nicotina, agindo através dos nAChRs, inibiu a proliferação em células embriônicas, porém, a induziu em células progenitoras neuronais pela mobilização de Ca2+ dos depósitos intracelulares. A muscarina induziu em células embriônicas o aumento na proliferação via mAChRs acoplados às proteínas G&#945;q/11, e promoveu a diferenciação neuronal via M2 mAChRs em células precursoras neuronais. Estes dados sugeriram que a acetilcolina agindo via mAChR funciona como um mitógeno que ativa as proteínas quinases de trifosfato de inositol (IP3) e que poderia estar envolvida na síntese de DNA durante os estágios iniciais da neurogênese. Nós ainda provemos evidências que as oscilações de [Ca2+]i são características para cada estágio da diferenciação e são iniciadas pela liberação de Ca2+ mediada pelo IP3. As análises da determinação do fenótipo neuronal na presença de vários inibidores da transdução do sinal induzido pelo cálcio residem na liberação de Ca2+ induzida pelo IP3 é necessária para o progresso da diferenciação neuronal. Assim, os sinais espontâneos de [Ca2+]i são propriedades intrínsecas das células em diferenciação. A modulação de sua freqüência e amplitudes especifica a aquisição de um fenótipo de célula neuronal. / Various receptors subtypes are activated by the same ligand although coupled to different second messengers. These receptors act either by inducing divergent signaling in one cell, whereas in another cell different receptors may stimulate the very same pathways producing convergent signaling. We have characterized intracellular Ca2+- release and -influx mediated by purinergic and cholinergic receptors using calcium imaging by confocal microscopy to evaluate the mechanistic bases which influence cell proliferation and differentiation We have characterized the participation of purinergic subtypes P2X1-7 and P2Y1,2,4,6 receptor subtypes at mRNA transcription and protein expression levels as well as receptor-induced changes in free intracellular calcium concentration ([Ca2+]i) during differentiation of P19 embryonal carcinoma cells as an in vitro model for early neuronal development. The participation of individual P2X and P2Y receptor subtypes in the differentiation process was studied by employing different available purinergic receptor agonists and antagonists. In embryonic cells, P2Y1,2, P2X4 receptors, or P2X-heteromultimers with similar P2X4 pharmacology were responsible for ATP and ATP-analog-induced [Ca2+]i transients. Following completion of neuronal differentiation, P2Y2,6 receptors and P2X2 subtypes were the major mediators of the [Ca2+]i-response. Regulation of cell proliferation and differentiation of P19 embryonic and progenitor cells was mostly due to P2Y1 and P2Y2 receptor activation, as these effects were abolished following depletion of intracellular calcium stores, and they are probably the unique functional P2Y receptors at these stages of differentiation. We also provide evidence for expression of functional nicotinic (nAChRs) and muscarinic acetylcholine receptors (mAChRs) during neuronal differentiation of P19 cells. We have detected expression and activity of nAChRs formed by the subunits &#945;2-&#945;7, &#946;2, &#946;4, and M1-M3 and M5 mAChR subtypes along the differentiation process. Receptor response in terms of nicotinic agonist-evoked Ca2+ flux was observed in embryonic and neuronal-differentiated cells. However, mAChRs-induced calcium responses, merely present in undifferentiated P19 cells, increased during neuronal differentiation. The nAChR-induced [Ca2+]i response in undifferentiated cells was due to Ca2+ influx. However, in differentiated P19 neurons the nAChR-induced [Ca2+]i response was partially inhibited following pretreatment of the cells with ryanodine, while the mAChR-induced response remained unaffected, suggesting the contribution of Ca2+ release from ryanodine-sensitive stores to nAChR- but not mAChR-mediated Ca2+ responses. The presence of functional nAChRs in embryonic cells suggests that these receptors are involved in triggering Ca2+ waves during initial neuronal differentiation. In the present study we have also shown that nicotine, acting via nAChRs, inhibited proliferation in embryonic cells, but induced cell division of progenitor cells by Ca2+ mobilization from internal stores. Stimulation of progenitor cells by muscarine led to an increase in DNA synthesis mainly resulting from activation of G&#945;q/11-coupled mAChRs. Muscarine as well promoted differentiation of neural precursor cells by activation of M2 mAChRs subtypes. These data suggest that acetylcholine, acting via mAChRs, functions as a mitogen during early neurogenesis. We also provide evidence that oscillations of [Ca2+]i as characteristics for the respective stage of differentiation are initiated by triphosphate inositol (IP3)-mediated Ca2+-release. Neuronal cell fate determination analysis in the presence of various inhibitors of calcium-induced signal transduction underlined that IP3-mediated Ca2+-release is necessary for neuronal differentiation progress. Thus, spontaneous Ca2+-signals are an intrinsic property of differentiating neural precursor cells. Modulation of their frequency and amplitude is believed to direct the acquisition of a defined neuronal phenotype.

Quimioreceptores centrais (QC) e periféricos (QP) são células especializadas em detectar alterações de CO2, O2 e H+, e promover ajustes na ventilação e pressão arterial via sistema nervoso central. Avaliamos aqui a ação da sinalização purinérgica em áreas que apresentam essa propriedade (RTN, C1, NTScom e RPa) durante as respostas cardiorrespiratórias promovidas pela ativação dos quimiorreceptores, e a possível participação de astrócitos. Encontramos evidências que receptores P2 modulam a resposta de QC no RTN, enquanto que receptores P2Y1 e receptores glutamatérgicos, modulam a resposta de QP no C1, e que a sinalização purinérgica na região do NTScom ou na região RPa não contribui para resposta de QC. A manipulação farmacológica de astrócitos do RTN com fluorocitrato, mas não da região do NTScom e RPa, produz alterações respiratórias via receptores P2. Nossos achados evidenciam a importância e contribuem para descriminação dos mecanismos de ação da sinalização purinérgica na região bulbo ventrolateral rostral durante a ativação QC e QP. / Central (CC) and peripherals (PC) chemoreceptors are specialized cells to detect changes in CO2, O2 and H+, and produce adjustments in ventilation and blood pressure via the central nervous system. Here we evaluate the action of purinergic signaling in areas with this property (RTN, C1, commNTS, RPA) during the cardiorespiratory responses elicited by activation of chemoreceptors, and a possible role of astrocytes. We found evidence that P2 receptors modulate CC responses in RTN, while P2Y1 and glutamate receptors modulate PC responses in C1, and that the purinergic signaling in the RPa and commNTS region does not contribute to CC responses. The pharmacological manipulation of the RTN astrocytes, but not commNTS or RPa, with fluorocitrate produces respiratory changes via P2 receptors. Our findings show the importance and contribute to discrimination of the mechanisms of purinergic signaling in the rostral ventrolateral medulla during CC and PC activation.

O sistema nervoso central é o mais complexo de todos os sistemas de órgãos dos vertebrados. Células progenitoras neurais ao se diferenciarem em neurônios e outros tipos celulares, desenvolvem um padrão altamente organizado de conexões, criando uma rede neuronal que forma o cérebro e o restante do sistema nervoso. Para que se possa gerar os diferentes tipos de neurônios e glias deste sistema, as células embrionárias proliferam-se e diferenciam-se através de processos altamente controlados. Este estudo visou avaliar a importância do receptor B2BkR durante o desenvolvimento encefálico do camundongo. Como modelo estudo, foram utilizados animais knockout (B2BkR-/-) para o gene do receptor B2BKR como modelo para avaliação do padrão de expressão de proteínas marcadoras neurais e dos sistemas purinérgicos e de cininas durante o desenvolvimento encefálico de camundongos B2BkR-/-. Há evidências que mostram que o sistema nervoso de mamíferos contém todos os componentes do sistema calicreína-cininas e que as cininas podem atuar como neuromediadores. Os transcritos do receptor B2BkR foram encontrados em células localizadas em regiões neurogênicas a partir do dia 9.5 do desenvolvimento, esta expressão ampliou-se para toda a extensão do sistema nervoso a partir do dia 12,5 do desenvolvimento. A deleção do gene que codificado para o receptor B2BkR levou a um aumento na expressão relativa do receptor B1BkR. No animal knockout foi também observado um aumento nos níveis de expressão dos cininogênios 1 e 2, sugerindo a ativação de mecanismos compensatórios devido a falta do gene codificado para o receptor B2BkR. De acordo com resultados obtidos com modelos de diferenciação in vitro, também os padrões de expressão de marcadores neurais foram alterados ao longo do desenvolvimento de animais knockout, nos quais houve a diminuição da expressão dos marcadores &#946;3-tubulina e MAP2, confirmando o papel do receptor B2BkR na neurogênese. O marcador glial GFAP teve sua expressão relativa significativamente aumentada nos animais knockout B2BkR-/-, confirmando que a inibição deste receptor favorece a gliogênese. A deleção do receptor B2BkR alterou o perfil de expressão dos receptores purinérgicos do subtipo P2X. Os subtipos P2X2 e P2X3 apresentaram níveis de expressão maiores nos animais selvagens. As subunidades P2X4, P2X5, P2X6 e P2X7 apresentam uma expressão maior nos animais B2BkR-/-. Efeitos semelhantes a estes já haviam sido observados na expressão gênica durante a diferenciação d e neuroesferas do telencéfalo de ratos tratados com antagonistas do B2BkR. No entanto, este trabalho é o primeiro a demonstrar os efeitos da delação do B2BkR sob a expressão do receptor B1BkR; de marcadores neurais e gliais; dos cininogênios 1 e 2; e receptores purinérgicos do suptipo P2X in vivo. Deste modo, estes resultados servem como incentivo para estudos adicionais visando elucidar a participação do receptor B2BkR e do sistema calicrína-cininas na determinação de fenótipos neurais utilizando modelos in vivo, bem como os mecanismos envolvidos e o papel do receptor B2BkR na terapia de doenças neurodegenerativas. / The central nervous system (CNS) is the most complex one of all vertebrate organs. Neural stem and progenitor cells differentiate into neurons and other neural cell types such as glia, originating a highly coordinated network characterizing the brain and the remaining nervous system in strictly controlled processes. It is known that the mammalian nervous system expresses all components of the kallikrein-kinin system, and several functions in the brain have been attributed to bradykinin including neurotransmission, neuroprotection and also lately neurogenesis. The present work aimed at studying the importance of the kinin-B2 receptor (B2BKR) during mouse brain development. A B2BKR knock-out model was used for characterizing changes in the expression patterns of neural marker protein and of the purinergic and kininergic systems. Transcripts of B2BkR-coding sequences were detected in neurogenic regions from embryonic day 9.5 (E9.5) on. Expression of the receptor augmented to the whole extension of the CNS beginning from E12.5. Deletion of the B2BKR-coding gene resulted in increased B1BkR gene expression together with augmented kininogen-1 and -2 expression levels. In agreement with results obtained with in vitro models, expression patterns of neural marker proteins also suffered alterations during neural development of B2BKR(-/-) mice when compared to wild-type animals. Reduction of neuronal protein &#946;3-tubulina e MAP2 expression was observed in B2BKR(-/-) mice, while at the same time glial GFAP expression was enhanced, indicating that activation of the B2BKR promotes neurogenesis, while its inhibition favors gliogenesis. Deletion of the B2BkR-coding gene also lets to changes in expression patterns of purinergic P2X receptors. P2X2 and P2X3 subunits were higher expressed in wild-type animals, while P2X4, P2X5, P2X6 e P2X7 subunits revealed increased expression patterns in B2BkR-/- animals. These results are in line with previous ones of our group obtained in differentiating neurospheres from embryonic rat telencephalons. In summary, the present work is the first to demonstrate the effects of B2BKR deletion on expression patterns of neural marker proteins, the B1BKR and several purinergic receptor subunits. Additional studies will be incentivized for elucidation of functions and underlying mechanism of B2BKR actions in vivo, with applications in cell therapy of 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.

Neste trabalho investigamos a interação entre ATP-glutamato na modulação de potenciais de ação e atividade sináptica de neurônios PVN-RVLM, além de avaliar se esta interação induziria mudanças na atividade simpática lombar (ANSL) por estímulo osmótico. Utilizamos de técnicas de imunohistoquímica, whole-cell patch clamp e registro eletroneurográfico. Observou-se que o ATP aumenta a frequência de potenciais de ação em neurônios PVN-RVLM, efeito bloqueado por acido quinurênico (KYN) e PPADS. A injeção de ATP no PVN aumenta a ANSL (25 nmol: 72%), um efeito atenuado por PPADS e/ou KYN, e também por CNQX. O ATP não afeta a função sináptica, mas aumenta correntes glutamatérgicas induzidas por aplicação AMPA em 52%, a qual foi bloqueada por PPADS ou por quelação de Ca2+ intracelular. Além disso, o estímulo osmótico ativa neurônios do PVN que expressam receptores P2X2 e potencia as correntes mediadas por AMPA (53%), um efeito bloqueado por PPADS. Finalmente, demonstrou-se que receptores P2 no PVN são importantes na simpatoexcitação induzida por estímulo osmótico agudo. / In the present study we investigate the interaction of ATP-glutamate on the firing activity and synaptic function in PVN-RVLM neurons, besides whether that interaction would be translated in changes on sympathetic nerve activity (SNA) induced by osmotic stimulus. Immunohistochemistry, whole-cell patch clamp and electroneurography technical approaches were used. Our data have shown that ATP increases firing rate of PVN-RVLM neurons, an effect blocked by kynurenic acid (KYN) or PPADS. ATP injection into the PVN enhanced SNA (72%), which was attenuated by PPADS and/or KYN, or CNQX. ATP did not affect synaptic function but, glutamatergic currents evoked by AMPA application were augmented with ATP (AMPA area: 52%), blocked by PPADS and chelation of intracellular Ca2+. In addition, we observed that acute osmotic stimulus activates P2X2 expressing neurons in the PVN. Moreover, an osmotic challenge potentiated AMPA responses (53%), an effect blocked by PPADS. Finally, we demonstrated that P2 receptors in the PVN are important for osmotically-driven sympathoexcitation.