Tesis para optar al grado académico de Magister en Bioquímica, área de especialización en Bioquímica Toxicológica y Diagnóstico Molecular y Memoria para optar al título profesional de Bioquímica / En la actualidad la mujer ha decido posponer la maternidad hasta después de los 30 años. El aplazar la maternidad hacia la ventana de subfertilidad (31 a 41 años), provoca una disminución de la fertilidad y en el éxito de los programas de fertilización in vitro, los cuales poseen estrechos márgenes de éxito, que se hacen cada vez más pequeños conforme va aumentando la edad de las mujeres. Por esta razón es necesario conocer los mecanismos involucrados en el envejecimiento ovárico, durante el periodo de subfertilidad femenino. Para ello se ha utilizado el modelo múrido, debido a su similitud con procesos que regulan la función del ovario en el ser humano, considerándose como un buen modelo para comprender los mecanismos involucrados en el envejecimiento reproductivo. Se ha demostrado que durante el periodo de sub-fertilidad y en mujeres menopáusicas, los ovarios presentan características fisiológicas similares a las encontradas en el Síndrome de ovario poliquístico, patología de alta prevalencia en mujeres durante edad fértil. Estas observaciones se basan en el hecho de que en ambas condiciones existe un retraso en el desarrollo folicular, disminución del número de folículos antrales y la aparición de estructuras quísticas, que prevalecen incluso después de la menopausia. Se ha descrito que uno de los factores que participa en la aparición de estas condiciones es el aumento del tono nervioso simpático y del contenido de noradrenalina (NA) intraovárica, la que ejerce su función a través de la activación de los receptores 2-adrenérgicos. Este aumento en la actividad nerviosa simpática del ovario se ha relacionado con un aumento en la secreción de hormonas esteroidales y la mantención y/o aparición de las estructuras quísticas, lo que conduce a problemas de fertilidad. Para disminuir la estimulación del sistema nervioso simpático sobre el ovario en el periodo de subfertilidad de la rata (8 a 10 meses), y para determinar si la NA participa en el cese de la función ovárica y/o formación de los quistes foliculares, se propuso bloquear la acción de los receptores -adrenérgicos. Para ello, se administró una inyección diaria de propranolol (antagonista -adrenérgico), durante 2 meses a ratas que se encuentran en el periodo de subfertilidad. Después de los dos meses de tratamiento se analizó la ciclicidad estral de la rata por medio de la observación microscópica del frotis vaginal, se determinaron las hormonas esteroidales en plasma mediante EIA, la concentración de NA y su metabolito MHPG en ovario mediante HPLC; además se realizó análisis morfológico de los ovarios. Los resultados muestran que el bloqueo -adrenérgico con propranolol permite reactivar el desarrollo folicular. Esto evidenciado por: a) el aumento en el número de folículos antrales sanos y cuerpos lúteos, b) el aumento del porcentaje de ovulación y los niveles de hormonas esteroidales en el plasma, c) la disminución en el número de folículos quísticos (quistes y prequistes) y el tamaño de los folículos tipo III y prequistes. Considerando que durante el envejecimiento existe un aumento del tono adrenérgico sobre el ovario, que podría resultar perjudicial, hemos logrado, mediante el bloqueo - adrenérgico, mejorar la funcionalidad ovárica. Este tratamiento reactivó el desarrollo folicular, evidenciado en la recuperación de la esteroidogénesis y foliculogénesis, dando a este fármaco expectativas para su uso a nivel clínico como terapia de ayuda, para poder expandir o retrasar la ventana de subfertilidad en la mujer / Today women have decided to postpone childbearing even after their thirties. The delay of the motherhood towards the subfertility period is associated to diminished fertility and a decreased success rate in in vitro fertilization programs, the latter being rarely successful and even less successful as women get older. For this reason it became necessary to understand the mechanisms related to ovarian ageing during the subfertility period. To accomplish this, the murine model has been used, because it describes almost all the process that regulates the ovarian function in humans, therefore is a good model for understanding the mechanisms involved in the reproductive aging. It has been show that during the sub-fertility and the menopausal period in woman, the ovaries present physiological characteristics similar to those found in the polycystic ovarian syndrome, the pathology with the highest prevalence in women during the fertility age. The observations are based, for example, in the delay in follicular development, decreased number of antral follicles and the spontaneous generation of cystic structures, that prevail until the menopausal age. Today we know one of the factors that participates in the generation of this condition is the rise in the sympathetic tone and the noradrenaline (NA) released in the ovary, which exerts his function through the 2-adrenergic receptor activation. That is correlated with the steroid hormone secretion and the maintenance or generation of the cystic structures, leading to fertility issues. To inhibit the effect in the rise of the sympathetic tone in the ovary during the sub fertility period, and to determine if the NA participates in the cessations of the ovarian function and/or follicular cyst formation and maintenance, we propose a pharmacological block the - adrenergic receptors. To achieve this we administered propranolol, a -adrenergic receptors antagonist, in a daily injection for 2 months, to rats that have reached the sub fertility period (8 and 10 months old). After 2 months of propranolol treatment, estrous cyclicity was analyzed through vaginal smear, steroidal hormones were analyzed in plasma through EIA, the NA content and one of its metabolites was measured in HPLC and finally we performed a morphological analysis of the complete ovary. The results show that the -adrenergic blockade allows reactivation of the follicular development, which is evidenced by an increase in: a) healthy antral follicles and corpora lutea amount, b) ovulation percentage and esteroidal hormones levels in plasma, and c) decreased amount of cystic follicles (cyst and precyst) and in the follicles size (type III follicles and precyst). Therefore we can observe an activation in follicular development that leads to ovulation and inhibits the cyst formation pathway. During aging there is an increase in the ovarian adrenergic tone. After the -adrenergic blockade, we could see the improvement of the ovarian function and follicular development, as evidenced by the rise in the steroidogenesis and folliculogenesis. These findings let us propose propranolol for use in clinical trials as a clinical therapy help, to expand or delay the sub fertility period in the woman

Tesis presentada a la Universidad de Chile para optar al grado académico de Magíster en Bioquímica, área de especialización en bioquímica clínica y Memoria para optar al título profesional de Bioquímico / La neurotransmisión noradrenérgica está relacionada con procesos como el aprendizaje y la memoria. Se ha observado en el cuadro depresivo una disminución en la neurotransmisión de noradrenalina (NA), alteraciones de la arquitectura dendrítica y la disminución de los niveles de factores tróficos como el factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF). El hecho de que una variación de los niveles de NA pueda activar diferentes receptores adrenérgicos en el espacio sináptico, podría explicar en parte los mecanismos de plasticidad sináptica involucrados en cambios morfofuncionales, desde acciones sobre la complejidad dendrítica hasta la modulación sobre procesos complejos como aprendizaje y memoria. Esta noción es apoyada por el hecho de que los fármacos que incrementan los niveles de NA en el espacio sináptico revierten la atrofia dendrítica observada en modelos animales de depresión, y recuperan el deterioro cognitivo. En base a estos antecedentes hemos propuesto en esta Tesis que: “La activación de receptores β‐adrenérgicos promueve un aumento en la complejidad dendrítica en cultivos primarios de neuronas hipocampales”. Se obtuvieron cultivos hipocampales de ratas en estado fetal de 18 días (E18), y se cultivaron durante 7 días in vitro (7 DIV). En estos cultivos se evaluó a través de Western Blot la respuesta frente a la estimulación de receptores β‐adrenérgicos, midiendo la fosforilación de la Proteína de Unión al Elemento de Respuesta al AMP cíclico (CREB) frente a estímulos cortos (5‐ 15 minutos) con noradrenalina (100 nM) en ausencia y presencia del β‐antagonista propranolol (10 μM). Junto con ello, se observó la distribución de CREB fosforilado a través de inmunocitoquímica luego de estímulos de 2 horas con los mismos fármacos. No fue posible a través de estas técnicas observar modificaciones en la intensidad de la señal o la distribución de p‐CREB. Sin embargo, la adición de NA fue capaz de promover un incremento en el calcio citosólico, como se demostró a través del uso de sondas fluorescentes, y una reducción en la actividad neuronal evaluada por registros whole-cell. Los cultivos a los 7 DIV presentan receptores β2‐adrenérgicos, visualizados a través de Western Blot. Más aún, estudios de inmunocitoquímica muestran que el receptor β2 presenta una distribución principalmente somatodendrítica. A través de la estimulación farmacológica de los cultivos durante 24 horas con NA 100 nM o clenbuterol 25 nM, en ausencia y presencia de propranolol 10 μM, se estudió si la activación de receptores adrenérgicos modula la morfología dendrítica. Ésta fue evaluada a través de la medición de puntos de intersección (Análisis de Sholl), puntos de ramificación, largo y número de dendritas. La estimulación con clenbuterol 25 nM no produjo efecto sobre ninguno de estos parámetros, descartando la participación de los receptores β2‐ adrenérgicos en la arquitectura dendrítica. Tampoco produjo efectos en la morfología de las dendritas la administración por separado de noradrenalina o propranolol. Sin embargo, los cultivos estimulados con NA posterior a la incubación con propranolol mostraron una reducción en el número de intersecciones del análisis de Sholl en el rango de los 30‐80 μm en comparación con el control. Estos cambios están acompañados por un descenso en el largo total de las dendritas primarias, y en particular de las dendritas primarias mayores a 40 μm, sin que el número de dendritas primarias por neurona se viera modificado. Un efecto similar se observó en las dendritas secundarias. Estos resultados sugieren que los cambios en el largo dendrítico observados probablemente no se asocian a la activación de receptores β2‐adrenérgicos. Proponemos que la activación de receptores α‐ y β1‐adrenérgicos regularían la morfología neuronal, probablemente con efectos opuestos, controlando el largo dendrítico de las dendritas primarias y secundarias de mayor tamaño. El estudio realizado en esta Tesis por primera vez describe efectos de la activación de receptores adrenérgicos sobre la morfología neuronal, pudiendo explicar en parte los cambios morfológicos y mejoría cognitiva tras el tratamiento de fármacos que incrementan los niveles de NA en el espacio sináptico / Noradrenergic neurotransmission is related with processes as learning and memory. In depressive behavior, it has been observed a decrease in noradrenaline (NA) neurotransmission, alterations on dendritic arborization and a decrease in levels of trophic factors, such as brain derived neurotrophic factor (BDNF). The fact that different levels of NA can activate different adrenergic receptors at synaptic cleft, could explain part of synaptic neuroplasticity mechanisms involved in morphofunctional alterations, from actions on dendritic complexity to modulation of complex processes as learning and memory. This notion is supported by the fact that drugs that increase levels of NA at synaptic cleft reverse dendritic atrophy observed in animal models of depression, and recover cognitive impairment. Considering these antecedents, this Thesis proposed that: “Activation of β‐adrenergic receptors promotes an increase in dendritic complexity in primary cultures of hippocampal neurons”. Hippocampal primary cultures were obtained from embryonic day 18 (E18) Sprague‐Dawley rat fetuses, and cultured for 7 days in vitro (7DIV). In these cultures, changes in phosphorylation of cAMP‐response element binding protein (CREB) were evaluated by Western Blot, in response to short stimulus (5‐15 min) with 100 nM NA in absence and presence of 10 μM propanolol, a β‐adrenergic receptor antagonist. In addition, levels of phosphorylated CREB (p‐CREB) were measured by immunocytochemistry, after stimulation of 2 hours with the same drugs. It was not possible to observe modifications on signal intensity of p‐CREB through these techniques. However, the addition of NA promoted an increase in cytosolic calcium, measured by fluorescent probes for calcium, and a reduction of neuronal activity evaluated by whole‐cell recording. The 7 DIV cultures showed β2‐adrenergic receptors, which were visualized by Western Blot. Moreover, immunocytochemistry studies showed that β2‐adrenergic receptor was distributed in neurons mainly in the somato‐dendritic compartment. Through pharmacological stimulation of cultures for 24 hours with 100 nM NA or 25 nM clenbuterol, with 10 μM propranolol absent or present, the activation of adrenergic receptors and their role in dendritic morphology has been measured. Morphology was evaluated through the measurement of intersection points (Sholl Analysis), branching points, and dendritic length and number. Stimulation with 25 nM clenbuterol did not have effect on any of these parameters, thus any role of β2‐adrenergic receptors in dendritic architecture was discarded. Neither administration of NA nor propranolol alone produced effects on dendrite morphology. However, NA‐stimulated cultures after incubation with propranolol showed a reduction in the number of intersections in Sholl analysis compared with controls, in the 30‐80 μm range. Those changes were accompanied by a reduction in primary dendrites greater than 40 μm, without any modifications in primary dendrite number per neuron. A similar effect was shown in secondary dendrites. These results suggest that changes observed in dendritic length were probably not associated with the activation of β2‐adrenergic receptors. We propose that the activation of α‐ and β1‐adrenergic receptors may regulate neuron morphology, probably with opposite effects, controlling dendritic length of longer primary and secondary dendrites. The study carried out in this Thesis describes for first time the effects of adrenergic receptors activation in dendrite morphology, and may explain in part the morphological changes and cognitive improvement after treatment of drugs that increase levels of NA in the synaptic cleft

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Ciências Fisiológicas, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:41:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329869.pdf: 1529858 bytes, checksum: 4b10ecec8cf1737337330d36fc9276a3 (MD5) Previous issue date: 2014 / A serotonina (5HT) é um neurotransmissor envolvido no controle da ingestão de alimentos. O tronco encefálico é uma região importante para a produção da 5HT, sendo que, uma região de concentração desses neurônios são os núcleos da rafe. Dados da literatura apontam o núcleo mediano da rafe (MnR) como uma região de neurônios serotoninérgicos. Estes neurônios projetam-se para o hipotálamo, região de controle importante para o controle ingestivo. Dados de nosso laboratório revelam que a ativação de receptores adrenérgicos no MnR produz diferentes resultados dependendo do status energético. Injeções de adrenalina no MnR em animais com livre acesso ao alimento provocou o aumento da ingestão de alimentos. Enquanto que a injeção de adrenalina no MnR de animais com alimentação restrita provocou diminuição da ingestão. Essas ações são mediadas por receptores alfa 1 e alfa 2 presentes no MnR. Este trabalho se propõe ao estudo da participação dos subtipos de receptores alfa (a1A, a1B e a1D) na ingestão de alimentos e comportamento em 1 hora ou sobre a ingestão de alimentos em 4 horas após a injeção de antagonista específic no MnR, avaliar a expressão de proteína Fos por imunohistoquímica após injeção de antagonista a1 no MnR em regiões do hipotálamo e amígdala e identificar o tipo de célula da área hipotalâmica lateral está expressando a proteína Fos. Animais saciados receberam injeção intra-MnR de diferentes doses de RS100329, um antagonista específico do receptor a1A, de Rec 15/2615, um antagonista específico de receptores a1B ou de BMY 7378 um antagonista a1D. A dose de 20 nmol de RS100329 aumentou a ingestão de alimentos e a duração e frequência, bem como diminuiu a latência, do comportamento de comer. A injeção de Rec 15/2615 aumentou, na dose de 4 nmol, a duração do comportamento de comer e a ingestão de alimentos na segunda hora de avaliação. A injeção de BMY 7378 aumentou a ingestão de alimentos na primeira hora e também diminui latência e aumentou frequência e duração do comportamento de comer, bem como diminuiu a ingestão de água na segunda hora de experimento. A injeção de prazosina aumentou a ingestão de alimentos e a expressão de proteína Fos na área hipotalâmica lateral e amígdala basolateral. O aumento de expressão de proteína Fos se deu em neurônios orexina reativos. Em conjunto esses dados corroboram os encontrados em trabalhos anteriores da nossa linha de pesquisa, mostrando que a ação da prazosina se dá através de receptores a1A e a1D, uma resposta hiperfágica mais lenta envolvendo o receptor a1B, e ainda que o bloqueio dos receptores a1D diminui a ingestão de água 2h após a injeção. Os dados de imunohistoquimica sugerem que a hiperfagia gerada pelo bloqueio adrenérgico a1 é gerada a partir de regiões relacionadas ao controle motivacional da ingestão de alimentos.<br> / Abstract: The serotonin (5HT) is a neurotransmiter enrolled in the control of food intake. The brainstem is an important site for the production of 5HT, particularly the raphe nuclei. According to literature the median raphe nucleus (MnR) is an important source of prosencephalic 5HT. Data from our laboratory revealed that activation of adrenergic receptors in the MnR evoke different results depending on nutritional status. Adrenaline injections into the MnR in free feeding animals results in hyperphagia. While in food restricted animals adrenaline injections into the MnR evoked hypophagia. This actions seem to be mediated by alfa receptors in the MnR. The purpose of this work is to study the participation of alfa1 subtypes (a1A, a1B e a1D) in food intake and behavior (for 1h after injection) and food intake for up 4h after injection. Also, we proposed to evaluate Fos protein expression after a1 antagonist injection into the MnR on regions of hypothalamus and amygdala, and identify the type of cell in the hypothalamic area to express the Fos protein. Free feeding animals received intra-MnR injection of different doses of RS100329, an a1A antagonist, Rec 15/2615 an a1B antagonist or BMY 7378 an a1D antagonist. The 20 nmol dose of RS 100329 increased food intake, duration and frequency of eating and decreased latency to start eating. The 4 nmol dose of Rec 15/2615 increased the duration of eating behavior and food intake 2h after injection. BMY 7378 increased food intake during the first hour and decreased latency, and increased duration and frequency, of eating behavior. BMY 7378 also decreased water intake 2h after the injection. Prazosin injection into MnR increased food intake and Fos protein expression in lateral hypothalamic area and basolateral amygdala. The increase of Fos protein was specifically higher in orexin reactive neurons. Collectively, our results corroborates data from previous work, showing that prazosin actions occur through a1A and a1D receptors, that a1B blockade is responsible for a slowly hyperphagic response and that blockade of a1D receptor is involved in the decreased water intake. Immunohistochemistry data suggest that hyperphagia observed by a1 blockade is related to motivational control of food intake.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Farmacologia, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2013-07-16T04:03:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 286695.pdf: 10729319 bytes, checksum: c4103197044e04fcd1a0cc6fecd62b51 (MD5) / O condicionamento de medo é um modelo capaz de testar várias etapas das reações comportamentais de animais expostos a situações de perigo. As memórias para odores são geralmente associadas com experiências emocionais, e a associação entre cinco choques elétricos nas patas (estímulo incondicionado, EI) com o odor neutro (estímulo condicionado, EC) é capaz de estabelecer o condicionamento olfatório de medo (COM). O núcleo pré-mamilar dorsal do hipotálamo (PMd) dos roedores é uma estrutura chave para o processamento neural das reações de defensa decorrentes da exposição ao predador, e adrenoceptores beta no PMd estão relacionados com estas respostas de medo. O PMd também está envolvido com a expressão das respostas de medo para o odor pareado com choque nas patas. Assim, no presente trabalho o modelo do COM foi utilizado para verificar a participação de adrenoceptores beta no PMd durante a aquisição e a expressão das respostas de medo em ratos. O atenolol (ATE, antagonista adrenérgico beta1, 80 nmol) microinjetado no PMd 10 min antes da fase de aquisição do COM impediu a associação entre o odor neutro (acetato de amila) e o EI. O ATE (10 e 40 nmol) microinjetados 10 min antes da exposição ao odor (EC1) reduziu as respostas de medo provocadas pelo estímulo olfatório, e impediu o condicionamento de segunda ordem associado ao contexto (EC2). Estes resultados sugerem a participação de adrenoceptores beta na aquisição e expressão do COM, de modo similar à redução nas respostas de medo observada ao odor de gato. Foi então investigado se a estimulação farmacológica do PMd promoveria um estado emocional semelhante às mudanças provocadas pela exposição ao predador, e se esta estimulação poderia ser usada como EI, buscando o entendimento da modulação da aquisição do condicionamento de medo e sua expressão comportamental. Ratos foram condicionados pelo pareamento entre a microinjeção de isoproterenol (ISO, agonista beta) no PMd e o odor. O ISO (10 e 40 nmol) induziu a aquisição do COM e o condicionamento de segunda ordem pela ativação de receptores beta1 no PMd, uma vez que o ATE (40 nmol), mas não a butoxamina (antagonista adrenérgico beta2, 10 nmol), microinjetado antes do ISO impediu a associação ISO-EC. De maneira semelhante que no COM decorrente da associação entre odor e choques nas patas, o ATE (40 nmol) no PMd também impediu a expressão do comportamento defensivo ao EC1 no condicionamento promovido por ISO. A injeção sistêmica de nadolol, um antagonista beta adrenérgico periférico, não impediu o COM promovido por ISO no PMd. Considerando as densas projeções glutamatérgicas do PMd para a matéria cinzenta periaquedutal dorsal (MCPd), foi verificado se o bloqueio de receptores NMDA na MCPd poderia interferir com o condicionamento de medo. O antagonista de receptores NMDA (AP5, 6 nmol) na MCPd foi capaz de impedir a aquisição e a expressão do COM promovido por ISO no PMd. Assim, a ativação de adrenoceptores beta1 no PMd é um modelo adequado para mimetizar as mudanças emocionais a ponto de funcionar como EI e promover o COM. Além disso, a ativação do PMd é capaz de mobilizar os mesmo sistemas neurais envolvidos na aquisição e expressão do condicionamento contextual relacionado com o predador.

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:53:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-27Bitstream added on 2015-05-14T16:59:01Z : No. of bitstreams: 1 000828052_20150610.pdf: 305956 bytes, checksum: 7369e2c8e287bd85ed19449e6cb2b2e6 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-06-12T11:19:08Z: 000828052_20150610.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-12T11:19:39Z : No. of bitstreams: 1 000828052.pdf: 458163 bytes, checksum: 8f3277eff5562c7da6c209cf3706a1c0 (MD5) / A imipramina é antidepressivo tricíclico cujo principal mecanismo é a inibição da captura neuronal de noradrenalina e/ou serotonina, aumentando os níveis sinápticos dessas monoaminas. Além disso, a imipramina, bem como outros antidepressivos tricíclicos, antagonizam os adrenoceptores α1 na mesma faixa de concentração em que inibem o transportador de noradrenalina. Por outro lado, estudos recentes mostraram que a imipramina tem afinidades distintas para os três subtipos de adrenoceptores α1, (α1A, α1B e α1D), ou seja, aproximadamente 25 vezes mais seletiva para α1A em relação aos adrenoceptores α1B e 10 vezes para adrenoceptores α1D em relação aos adrenoceptores α1B. Isso sugere que seu mecanismo de ação possa estar relacionado com essa característica, uma vez que, ao aumentar os níveis sinápticos de noradrenalina, antagoniza α1A e α1D, mas deixa relativamente livre α1B. Então, o objetivo desta tese foi investigar a participação dos adrenoceptores α1A, α1B e α1D no efeito anti-imobilidade da imipramina no teste de suspensão pela cauda em camundongos. Para isso, camundongos foram submetidos ao teste de suspensão pela cauda, com a administração de diversos antagonistas seletivos e não-seletivos para subtipos α1. Os testes foram realizados utilizando a imipramina associada ao prazosin, antagonista não-seletivo para adrenoceptores α1, RS-100329, antagonista seletivo pra α1A, L-765314, seletivo par α1B e BMY-7378, seletivo para α1D. Os animais também foram avaliados com administrações únicas dos antagonistas. Esta tese mostrou que a administração concomitante de prazosin ou o L-765314 reverteram o efeito anti-imobilidade da imipramina. Por outro lado, nem o RS-100329 ou BMY-7378 modificaram o efeito anti-imobilidade da imipramina. Além disso, a administração de apenas o RS-100329 ou BMY-7378 apresentou efeito anti-imobilidade no teste de suspensão pela cauda. Isso indica que o efeito ... / Imipramine is a tricyclic antidepressant inhibitor of norepinephrine and serotonin neuronal reuptake. In addition, the imipramine antagonizes α1-adrenoceptors in the same concentration range that inhibited norepinephrine transporter. However, the imipramine has different affinity to α1-adrenoceptor subtypes presenting higher affinity (10-25-fold) towards α1A- and α1D-adrenoceptors compared to α1B-adrenoceptors. This study investigates the α1-adrenoceptor subtypes involved in the anti-immobility effect of imipramine in the tail suspension test in mice. The anti-immobility effect of imipramine was significantly antagonized by the non-subtype-selective α1-adrenoceptor antagonist prazosin. Neither the selective α1A adrenoceptor antagonist RS-100329 nor the selective α1D-adrenoceptor antagonist BMY-7378 changed the anti-immobility effect of imipramine. However, the selective α1B-adrenoceptor antagonist L-765314 antagonized the anti-immobility effect of imipramine. In addition, mice treated only with RS-100329 or BMY-7378 showed reduced immobility time in comparison to mice treated with vehicle, whereas L-765314 increased the immobility time. These results suggests that the α1B-subtype is the main target for the increased levels of norepinephrine caused by imipramine, and that the selective antagonism of α1A- and α1D-adrenoceptors results in anti-immobility effects

Orientador: André Sampaio Pupo / Banca: Ana Lúcia Severo Rodrigues / Banca: Ricardo Luiz Nunes de Souza / Banca: Márcia Gallacci / Banca: Leonardo Resstel Barbosa Moraes / Resumo: A imipramina é antidepressivo tricíclico cujo principal mecanismo é a inibição da captura neuronal de noradrenalina e/ou serotonina, aumentando os níveis sinápticos dessas monoaminas. Além disso, a imipramina, bem como outros antidepressivos tricíclicos, antagonizam os adrenoceptores α1 na mesma faixa de concentração em que inibem o transportador de noradrenalina. Por outro lado, estudos recentes mostraram que a imipramina tem afinidades distintas para os três subtipos de adrenoceptores α1, (α1A, α1B e α1D), ou seja, aproximadamente 25 vezes mais seletiva para α1A em relação aos adrenoceptores α1B e 10 vezes para adrenoceptores α1D em relação aos adrenoceptores α1B. Isso sugere que seu mecanismo de ação possa estar relacionado com essa característica, uma vez que, ao aumentar os níveis sinápticos de noradrenalina, antagoniza α1A e α1D, mas deixa relativamente livre α1B. Então, o objetivo desta tese foi investigar a participação dos adrenoceptores α1A, α1B e α1D no efeito anti-imobilidade da imipramina no teste de suspensão pela cauda em camundongos. Para isso, camundongos foram submetidos ao teste de suspensão pela cauda, com a administração de diversos antagonistas seletivos e não-seletivos para subtipos α1. Os testes foram realizados utilizando a imipramina associada ao prazosin, antagonista não-seletivo para adrenoceptores α1, RS-100329, antagonista seletivo pra α1A, L-765314, seletivo par α1B e BMY-7378, seletivo para α1D. Os animais também foram avaliados com administrações únicas dos antagonistas. Esta tese mostrou que a administração concomitante de prazosin ou o L-765314 reverteram o efeito anti-imobilidade da imipramina. Por outro lado, nem o RS-100329 ou BMY-7378 modificaram o efeito anti-imobilidade da imipramina. Além disso, a administração de apenas o RS-100329 ou BMY-7378 apresentou efeito anti-imobilidade no teste de suspensão pela cauda. Isso indica que o efeito ... / Abstract: Imipramine is a tricyclic antidepressant inhibitor of norepinephrine and serotonin neuronal reuptake. In addition, the imipramine antagonizes α1-adrenoceptors in the same concentration range that inhibited norepinephrine transporter. However, the imipramine has different affinity to α1-adrenoceptor subtypes presenting higher affinity (10-25-fold) towards α1A- and α1D-adrenoceptors compared to α1B-adrenoceptors. This study investigates the α1-adrenoceptor subtypes involved in the anti-immobility effect of imipramine in the tail suspension test in mice. The anti-immobility effect of imipramine was significantly antagonized by the non-subtype-selective α1-adrenoceptor antagonist prazosin. Neither the selective α1A adrenoceptor antagonist RS-100329 nor the selective α1D-adrenoceptor antagonist BMY-7378 changed the anti-immobility effect of imipramine. However, the selective α1B-adrenoceptor antagonist L-765314 antagonized the anti-immobility effect of imipramine. In addition, mice treated only with RS-100329 or BMY-7378 showed reduced immobility time in comparison to mice treated with vehicle, whereas L-765314 increased the immobility time. These results suggests that the α1B-subtype is the main target for the increased levels of norepinephrine caused by imipramine, and that the selective antagonism of α1A- and α1D-adrenoceptors results in anti-immobility effects / Doutor

Memoria para optar al título de Químico Farmacéutico / El estrés es la forma que posee el organismo para afrontar una situación agobiante y/o amenazadora. Frente a una situación de estrés, el organismo responde activando el Sistema Nervioso Simpático, lo que produce un aumento en la liberación de catecolaminas, que se traduce en una respuesta simpaticomimética conocida como “respuesta de pelea o huida”. Existen etapas del desarrollo en las cuales es especialmente delicado para el equilibrio del organismo, el enfrentarse a situaciones de estrés. Por ejemplo, durante el embarazo, un estrés crónico que cambie el ambiente en el cual se desarrolla el individuo, tiene efectos importantes que programan permanentemente su desarrollo postnatal. En el presente trabajo estudiamos el efecto que produce el estrés por frío, sobre las características farmacológicas de los receptores β-adrenérgicos cardíacos de la descendencia. Para tal efecto, se sometió a ratas Sprague-Dawley preñadas, a estrés por frío crónico intermitente (4ºC por 3h/día) durante todo el periodo de gestación y se evaluó el efecto que causa este estrés en la descendencia, comparándola con un grupo control, en el cual la madre se mantuvo a 20ºC durante la gestación. Las crías adultas se sacrificaron y se estudiaron los cambios a nivel cardíaco de los receptores β-adrenérgicos mediante técnica de radioligando, los cambios en la actividad del Sistema Nervioso Simpático a través de la determinación de Noradrenalina (NA) y su metabolito por HPLC y los niveles plasmáticos de las hormonas sexuales por ELISA, comparando en cada caso entre machos y hembras buscando diferencias entre género. Hubo diferencias evidentes entre géneros, al momento del sacrificio las ratas hembras estresadas tuvieron menor peso corporal junto con un mayor peso ventricular que las ratas controles, algo que en ratas machos no variaba. En cambio, las ratas machos tenían una menor concentración de receptores β-adrenérgicos y una mayor actividad nerviosa simpática a nivel cardíaco (medida como el recambio de NA) comparada con las ratas hembras. Pero, comparando entre el mismo sexo no hubo cambios en la concentración de receptores β-adrenérgicos, en la concentración de NA ni tampoco en la activación nerviosa a nivel cardíaco por efecto del estrés. Sin embargo, hubo un cambio en la afinidad de los receptores β-adrenérgicos (reflejada en el aumento en la IC50 del Atenolol y del Propranolol). Por lo tanto, existen diferencias fisiológicas entre ratas machos y hembras, estas últimas presentan una mayor concentración de receptores β-adrenérgicos lo que podría indicar una mayor susceptibilidad a la respuesta frente al estrés. Por otro lado, el estrés por frío crónico intermitente no produce variaciones en la concentración de receptores β-adrenérgicos, pero sí cambia la respuesta funcional de estos receptores, lo que podría afectar las respuestas del organismo a situaciones de estrés futuras / Stress is the way that possesses the organism to affront an oppressive or threatening situation. Facing a stressful situation, the organism activates the Sympathetic Nervous System, resulting in an increased release of catecholamines, which is translated into a sympathomimetic response known as the “fight or flight response”. There are some stages of development which facing a stressful situation is particularly sensitive to the balance of the body. For example, during pregnancy, a stressful situation that changes the environment of the foetus, will have important effects that permanently programs postnatal development. In the present work we study the effect produced by cold stress on the pharmacological characteristics of heart β-adrenergic receptors in the offspring. To this end, we submitted pregnant Sprague-Dawley rats to chronic intermittent cold stress (4°C for 3h/day) throughout the gestation period and assessed the effect that causes this stress in the offspring, compared with a control group in which the mother was kept at 20°C during pregnancy. The adult offspring were sacrificed and we studied the changes at cardiac β-adrenergic receptors by radioligand technique, changes in the Sympathetic Nervous System through the determination of Noradrenaline and its metabolite by HPLC and plasma levels sex hormones by ELISA, comparing in each case between males and females looking for differences between genders. There were obvious differences between genders, at the moment of sacrifice female rats had lower body weight along with an increased ventricular weight than control rats, which did not vary in male rats. In contrast, the male rats had a lower concentration of β-adrenergic receptors and increased sympathetic nerve activity (measured as the turnover of Noradrenaline) compared with female rats. But, comparing the same sex there was no change in the concentration of β-adrenergic receptors, in Noradrenaline concentration or nerve activation in the heart, caused by stress. However, there was a change in the affinity of β-adrenergic receptors (reflected in the increased in IC50 of Atenolol and Propranolol). Therefore, there are physiological differences between male and female rats, the latter have a higher concentration of β-adrenergic receptors which may indicate an increased susceptibility to stress. On the other hand, chronic intermittent cold stress does not cause variations in the concentration of β-adrenergic receptors, but changes the functional response of these receptors, which could affect the body’s responses to future stressful situations

Memoria para optar al título de Químico Farmacéutico / Los fibroblastos cardiacos son las principales células no contráctiles presentes en el miocardio. Su función principal es preservar la estructura y el buen funcionamiento cardiaco, lo cual se realiza a través de la síntesis y secreción de componentes de la matriz extracelular. Después de un daño tisular, los fibroblastos cardiacos son células claves, del proceso reparativo y de cicatrización. Si este proceso se exacerba, se llega a fibrosis cardiaca rigidizando el corazón e incrementando el riesgo de arritmias, alterando fuertemente la función cardiaca. En este sentido, se ha demostrado que el aumento de AMPc, contribuye a disminuir el grado de fibrosis cardíaca, por regulación de procesos tales como adhesión, migración, secreción de colágeno y la diferenciación celular. En fibroblastos cardiacos se ha descrito que isoproterenol, un agonista de los receptores β-adrenérgicos, actúa vía Gs y estimula la producción de AMPc. Por otro lado, BK agonista del receptor B2 de cininas, activa su receptor vía Gq, y por sí mismo, no altera la producción de AMPc. Sin embargo, BK en combinación con isoproterenol potencia la respuesta adrenérgica aumentando de manera sinérgica la producción de AMPc en relación a la activación solo por isoproterenol. El objetivo de este trabajo fue estudiar in vitro, en cultivos primaros de fibroblastos cardiacos de ratas neonatas, el cross-talk entre las vías de señalización Gs-Gq y determinar si el aumento en los niveles de AMPc modula la adhesión, migración, síntesis de colágeno y diferenciación en fibroblastos cardiacos. BK tiene un efecto sinérgico en los niveles de AMPc aumentados por isoproterenol. Del mismo modo, BK potencia la adhesión de fibroblastos cardiacos estimulada por Isoproterenol; sin embargo, BK no tiene efectos sobre la migración en los fibroblastos cardiacos inducida por isoproterenol. Por otro lado, BK e isoproterenol por separado disminuyen la síntesis de colágeno; sin embargo, la administración conjunta de ISO+BK induce una mayor disminución de la síntesis. El efecto sinérgico de BK sobre el aumento de AMPc inducido por ISO potencia la inhibición de la diferenciación celular de fibroblasto a miofibroblasto estimulada por TGF-β1. Finalmente, determinamos que el efecto sinérgico de BK sobre la señalización de ISO es gatillada vía Gq-PLC-CaMK-II, conduciendo al aumento sinérgico en la producción de AMPc / Cardiac fibroblasts are the major non-contractile cells present in the myocardium. Its main function is to preserve the structure and the proper functioning of the heart, which is done through the synthesis and secretion of extracellular matrix components. After tissue injury, cardiac fibroblasts are key cells of the reparative process and healing. If this process is exacerbated cardiac fibrosis is reached, stiffening the heart and increasing the risk of arrhythmia, altering strongly the heart function In this regard, it has been shown that the increase of cAMP, helps to reduce the degree of cardiac fibrosis, by regulating processes such as adhesion, migration, collagen secretion and cell differentiation. In cardiac fibroblasts has been reported that isoproterenol, an agonist of β-adrenergic receptors, acts via Gs and stimulates the production of cAMP. On the other hand, BK an agonist of B2 kinin receptor, activates its receptor Gq, and by itself does not alter cAMP production. However, in combination with isoproterenol enhances the adrenergic response, increasing the levels of cAMP in a synergistic manner, in relation to activation by isoproterenol alone. The aim of this work was to study in vitro, in cultured of neonatal rat cardiac fibroblasts, the cross-talk between signaling pathways Gs-Gq and determine if the increase in cAMP modulates adhesion, migration, collagen secretion and differentiation in cardiac fibroblasts. BK has a synergistic effect on cAMP levels increased by isoproterenol. Similarly, BK enhances the adhesion of cardiac fibroblasts stimulated by isoproterenol, but BK has no effect on migration in cardiac fibroblasts induced by isoproterenol. Furthermore, BK and isoproterenol separately decrease collagen synthesis, but the co-administration of ISO+ BK induces a greater decrease in the synthesis. The synergistic effect of BK in the cAMP levels induced by ISO, showed inhibit the cellular differentiation of fibroblasts into myofibroblasts stimulated by TGF-β1 Finally, we determined that the synergistic effect of BK on ISO signaling is triggered via Gq-PLC-CaMK-II, leading to the synergistic increase in cAMP production

Tesis presentada a la Universidad de Chile para optar al grado académico de Doctora en Farmacología / El estrés está definido como cualquier estímulo capaz de alterar la homeostasis del organismo, es una reacción fisiológica necesaria para la supervivencia y es la forma que posee el organismo para afrontar una situación agobiante y/o amenazadora. Frente a una situación de estrés, el organismo reacciona generando una respuesta simpaticomimética conocida como “respuesta de pelea o huida”, produciendo un aumento en la liberación de noradrenalina. Todos los organismos vivos son moldeables durante el embarazo y sus primeros momentos de vida. Esto les permite adaptarse al medio ambiente que los rodea sin regirse exclusivamente por su carga genética. El periodo de gestación es una etapa particularmente sensible a situaciones de estrés, pudiéndose generar modificaciones en el ambiente fetal lo que a su vez puede producir una adaptación permanente en el desarrollo postnatal, proceso conocido como programación fetal. Se han encontrado estrechas relaciones entre diversas enfermedades y el ambiente fetal, entre ellas encontramos relaciones entre bajo peso al nacer con un aumento en las muertes por enfermedades coronarias, intolerancia a la insulina y aumento en la presión arterial en la adultez. Nuestro objetivo fue determinar el efecto producido por tratamientos de estrés por frío crónico (4°C/3h/día) aplicado durante todo el periodo de gestación en ratas Sprague-Dawley sobre los transportadores de noradrenalina placentarios, los receptores β-adrenérgicos cardíacos y los cambios sobre la función cardiovascular y metabólica en la descendencia hembra. Se observó que el tratamiento de estrés por frío crónico generó un aumento en las concentraciones de noradrenalina y corticosterona en el plasma de las ratas gestantes junto con una disminución en la funcionalidad de los transportadores de noradrenalina placentarios. No se observaron cambios en el peso de las ratas gestantes, sin embargo se encontró un aumento en el peso de las crías estresadas durante la etapa prenatal. Además, se observó que en crías hembras de 20 días se generó un aumento en la razón de los receptores β1/β2-adrenérgicos cardíacos y que a los 60 días se registra una disminución en la afinidad de estos receptores y un aumento en las áreas y perímetros de los cardiomiocitos junto con un aumento en el peso de sus corazones. Con el objetivo de determinar si el aumento en área y perímetro de los cardiomiocitos afecta la funcionalidad del corazón se sometió a las crías hembras adultas a una sobrecarga adrenérgica crónica (administración de isoproterenol subcutáneo, 125 μg/kg de peso/10 días), encontrándose un aumento en la presencia de extrasístoles lo que generó un 40% de mortalidad en las crías hembras. Finalmente, para determinar los posibles efectos metabólicos del estrés prenatal se realizó un test de tolerancia a la glucosa (administración oral de 2 g de glucosa/kg de peso de una solución al 40%) encontrando resistencia a la insulina en las crías hembras adultas. Tomando en cuenta todo lo anteriormente mencionado, concluimos que la exposición a una situación crónica de estrés por frío durante el periodo de gestación produjo un aumento en las concentraciones de noradrenalina plasmática materna junto con una disminución en la funcionalidad de los transportadores de noradrenalina placentarios. Esto programaría a estos nuevos sujetos, causando una mayor sensibilidad frente a una sobrecarga adrenérgica crónica (40% muerte) junto con presencia de resistencia a la insulina en las crías hembras adultas / Stress is defined as any stimulus capable of altering the homeostasis of the organism, it is a physiological reaction necessary for survival and is the way that has the organism to face a threatening and/or overwhelming situation. Faced with a stressful situation, the organism reacts by generating a sympathomimetic response known as the “fight or flight response”, resulting in an increase in norepinephrine release. All living organisms are moldable during pregnancy and their first moments of life. This allows them to adapt to the environment around them not bound exclusively to their genetic charge. The gestation period is particularly sensitive to a stress situation capable of modifying the fetal environment, which can cause a permanent adaptation on the postnatal development; this is known as fetal programming. Close relationships between various diseases and fetal environment has been found. Among them there are relations between low birth weight with an increase in deaths from coronary diseases, insulin intolerance and increase in blood pressure in adulthood. Our objective was to determine the effect produced by chronic cold stress treatments (4°C/3h/day) applied during the entire period of pregnancy in Sprague-Dawley rats on placental norepinephrine transporters, cardiac β-adrenergic receptors and changes on cardiovascular and metabolic function in the female offspring. An increase in norepinephrine and corticosterone concentrations on plasma of stressed pregnant rats with a decrease in the functionality of placental norepinephrine transporters was observed. No changes were observed in the weight of pregnant rats, however an increase in the weight of pups was found prenatally. In addition, females of 20 days old of the stressed progeny, presented an increase in the ratio of the cardiac β1/β2-adrenergic receptors, and at 60 days old, a decrease in the affinity of these receptors was apparent. An increase in the cardiac cells areas and perimeters along with an increase in the weight of their hearts was also found at 60 days old. To determine what was happening with the functionality of these hearts, we exposed the adult females to a chronic adrenergic overload (administration of a daily subcutaneous isoproterenol injection with 125 μg/kg of weight/10 days). The chronic overload of adrenergic stimulation provoked an increase in the presence of premature beats causing death to 40% of the females pups. To determine possible programming of metabolic effects of prenatal stress, a tolerance glucose test (oral administration of 2g of glucose/kg of weight of a 40% solution) was performed. Results demonstrated that gestational stress programmed a metabolic disturbance that was expressed in the adult progeny, founding insulin resistance in adult females. Therefore, the increase in maternal plasma norepinephrine concentration provoked by the exposure to chronic cold stress during all gestation period caused a decrease in the functionality of the placental norepinephrine transporters. This would be the cause to program the fetus for an increased sensitivity to a chronic adrenergic overload (40% of death) together with the presence of insulin resistance in adult females / Conicyt; Fondecyt

Memoria para optar al Titulo Profesional de Médico Veterinario / Existen evidencias que el propanolol inhibe la potenciación sináptica de largo plazo en rebanadas de hipocampo, sugiriendo que este compuesto deprime la transducción de señales dependiente de la activación del receptor -adrenérgico. En la corteza occipital, se ha descrito también el fenómeno de la potenciación sináptica de largo plazo, caracterizado por un aumento progresivo en la actividad de las neuronas piramidales, el cual puede ser evocado por estimulación de alta frecuencia de la fibra neuronal. la potenciación sináptica occipital, al igual que en el hipocampo, depende principalmente de receptores NMDA, pero además se ha visto una importante acción de los receptores -adrenérgicos. Se estudió el efecto de la administración intraperitoneal de propanolol en la potenciación de largo plazo occipital de la rata. Ratas albinas de la cepa Sprague-Dawley de 150-300 g. fueron anestesiadas con uretano (1.5 g/Kg de peso vivo). La estimulación consistió en pulsos simples de onda cuadrada de 100 s de duración, 0.2 Hz y de intensidad creciente (entre 50 y 200 A), con el objeto de determinar la máxima amplitud asintótica de las respuestas evocadas contralaterales. La potenciación de largo plazo se indujo aplicando un tren tetanizante de ondas rectangulares monofásicas de 500 ms de duración, 312 Hz, y una intensidad 50% mayor que la necesaria para obtener respuestas basales. Los resultados muestran que propanolol (1, 25; 2,5 y 5,0 mg/kg i.p.), indujo una inhibición dosis-dependiente de la potenciación sináptica de largo plazo. Esta observación indica que propanolol es capaz de interferir a nivel cortical con el componente noradrenérgico mediado por receptores beta en la potenciación de largo plazo. Dado que la potenciación sináptica es el principal fenómeno que sustenta los mecanismos centrales involucrados en el desarrollo de la memoria y el aprendizaje, el presente estudio puede contribuir a futuras aplicaciones clínicas, en situaciones de estrés crónico y/o malnutrición perinatal donde ocurren cambios en la disponibilidad de noradrenalina central y/o en la densidad de sus receptores, en donde la activación de los receptores -adrenérgicos podría ser insuficiente comprometiendo procesos de memoria y aprendizaje. En este sentido, tal vez parte de los esfuerzos terapéuticos futuros para el tratamiento de estos desórdenes deberían estar dirigidos hacia la corrección farmacológica de los niveles endógenos de noradrenalina central con el objeto de paliar los déficits de aprendizaje y memoria que acompañan a estos cuadros crónicos