Os esteroides anabolizantes androgênicos (EAA) como o decanoato de nandrolona (ND) são hormônios sintéticos derivados da testosterona. Sabe-se que um dos efeitos mais marcantes da administração abusiva destes esteroides é o aumento do comportamento agressivo. Evidências indicam que altas doses de EAA alteram a morfologia e causam hiperativação de sinapses glutamatérgicas, o que se correlaciona com um fenótipo agressivo exacerbado. Fisiologicamente o glutamato é considerado o principal neurotransmissor excitatório no cérebro de mamíferos, entretanto, em níveis elevados, pode causar hiperexcitabilidade neuronal mediada pelos receptores glutamatérgicos ionotrópicos do tipo N-metil-d-aspartato (NMDAr) e, consequentemente alterações no metabolismo mitocondrial. A terminação da sinalização excitatória glutamatérgica é realizada majoritariamente por transportadores existentes em astrócitos. Neste sentido, o transportador astrocitário de glutamato GLT-1 é responsável por mais de 90% da remoção do glutamato da fenda sináptica, contribuindo significativamente, para a manutenção da homeostasis da sinalizacão glutamatérgica. A administração do antibiótico β-lactâmico ceftriaxona (CEF) aumenta a expressão de GLT-1 e diminui a hiperexcitabilidade glutamatérgica, o que poderia potencialmente contrapor mecanismos cerebrais associados ao aumento do fenótipo agressivo induzidos pelo decanoato de nandrolona (ND). Entretanto, estas possíveis interacões moleculares e comportamentais ainda não foram exploradas. Assim, o objetivo primário deste trabalho foi investigar se o aumento da expressão do transportador astrocitário GLT-1 modula mecanismos glutamatérgicos envolvidos na agressividade induzida pelo ND, e a atividade mitocondrial. Para tanto, camundongos CF-1 machos de 60 dias de idade foram divididos em 4 grupos: veículo oleoso (VEH), nandrolona (ND), ceftriaxona (CEF) e nandrolona+ceftriaxona (ND/CEF). A nandrolona foi injetada por via subcutânea (15mg/Kg) por 19 dias. A ceftriaxona (200mg/Kg) ou solução salina foram administradas intraperitonealmente por 5 dias. Após a última injeção foi avaliada a latência para o primeiro ataque e o número de ataques no teste do intruso. Os animais foram sacrificados logo após o teste, e homogeneizados de córtex foram utilizados para imunoquantificação do GLT-1 e da fosforilação da subunidade pNR2Bser1232 do NMDAr. A atividade mitocondrial foi avaliada em sinaptossoma de cérebro total. Os níveis de glutamato foram medidos no líquido cefalorraquidiano. Comparado com o veículo, o tratamento com ND diminuiu significativamente a expressão do GLT-1, aumentou os níveis de glutamato e a expressão da subnidade pNR2Bser1232 o que foi mecanisticamente associado ao aumento do fenótipo agressivo; diminuicão da latência e aumento do número de ataques ao intruso. Ainda, a ND diminuiu o controle respiratório mitocondrial. A administração de CEF aumentou significativamente a expressão do GLT-1 e diminuiu os níveis de glutamato em relação ao grupo ND, enquanto que os níveis de pNR2Bser1232 e a agressividade foram similar ao grupo controle. No grupo ND/CEF o immunoconteúdo de GLT-1 e de pNR2Bser1232, os níveis de glutamato e o fenótipo agressivo, foram significativamente menores que no grupo ND, e similares ao grupo controle. Ainda, a CEF foi capaz de atenuar o prejuízo no controle respiratório mitocondrial causado pela ND. Nossos resultados demonstram que a interação bidirecional entre o transportador astrocitário GLT-1 e a subunidade pNR2Bser1232 neuronal mediada pelo glutamato, exercem um impacto regulatório no fenótipo agressivo induzido pela ND, e no controle respiratório mitocondrial. Desta maneira, este modelo reforça a importância da homeostasia funcional da sinapse tripartide glutamatérgica no fenótipo agressivo. / Anabolic androgenic steroids (AAS) such as nandrolone decanoate (ND) are synthetic hormones derived from testosterone. It is known that one of the most important adverse effects of abusive administration of these steroids is the increase in aggressive behavior. Evidence indicates that high doses of AAS alter morphology and cause hyperactivation of glutamatergic synapses which correlates with an aggressive exacerbated phenotype. Physiologically, glutamate is considered the main excitatory neurotransmitter in the mammalian brain. At high glutamate levels, occurs neuronal hyperexcitability mainly trhough the ionotropic N-methyl-d-aspartate (NMDAr) type of glutamatergic receptors and, consequently, changes in mitochondrial metabolism. Existing transporters in astrocytes predominantly perform the termination of glutamatergic excitatory signaling. In this sense, the GLT-1 glutamate astrocytic transporter is responsible for more than 90% of glutamate removal from the synaptic cleft, contributing significantly to the maintenance of glutamatergic signaling homeostasis. Administration of the β-lactam antibiotic ceftriaxone (CEF) increases GLT-1 expression and decreases glutamatergic hyperexcitability, which could potentially counteract brain mechanisms associated to increased aggressive phenotype mediated by nandrolone decanoate (ND). However, a possible molecular and behavioral interaction has not yet been explored in context. Thus, the primary objective of this work was to investigate whether increased expression of the GLT-1 astrocyte transporter modulates the glutamatergic mechanisms involved in ND-induced aggressive phenotype, and mitochondrial activity. Sixty-day-old male CF-1 mice were divided into 4 groups: oil vehicle (VEH), nandrolone (ND), ceftriaxone (CEF) and nandrolone + ceftriaxone (ND / CEF). Nandrolone was injected subcutaneously (15mg / kg) for 19 days. Ceftriaxone (200mg / kg) or saline solution were administered intraperitoneally for 5 days. After the last injection, the latency for the first attack and the number of attacks on the intruder test were evaluated. The animals were sacrificed after the test, and homogeinized cortex were used for immunoquantification of GLT-1 and phosphorylation of the NMDAr pNR2Bser1232 subunit. Mitochondrial activity was evaluated in total brain sinaptossomes. Glutamate levels were measured in the cerebrospinal fluid. Compared to the vehicle group, treatment with ND significantly decreased the expression of GLT-1, increased glutamate levels and expression of the pNR2Bser1232 which was mechanistically associated with an increase in the aggressive phenotype; decrease in the latency and increase in the number of attacks. Also, ND decreased mitochondrial respiratory control. Administration of CEF significantly increased GLT-1 expression and decreased glutamate levels relative to the ND group, whereas pNR2Bser1232 levels and aggressive phenotype were similar to the control group. In the ND / CEF group the expression of GLT-1 and pNR2Bser1232, glutamate levels and aggressive phenotype were significantly lower than in the ND group, and similar to the control group. Furthermore, CEF was able to attenuate the alteration in the mitochondrial respiratory control caused by ND. Our results demonstrated that the levels of glutamate astrocytic transporter GLT-1 and pNR2Bser1232 are important mechanism behind the increased aggressive phenotype induced by ND, and decreased mitochondrial respiratory control. Also, this model reinforces the importance of glutamate levels and astrocytic molecular targets in the regulation of the aggressive phenotype.

Orientadores: Elenice Aparecida de Moraes Ferrari, Luiz Roberto Giorgetti Britto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-06T11:20:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sperandeo_MariaLuizaAntunes_M.pdf: 1329953 bytes, checksum: 9e4252fe270a020cdc4182cde457725e (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O presente estudo investigou os efeitos do antagonista do receptor NMDA, MK-801 na expressão do produto do zenk no hipocampo (Hp) de pombos, submetidos ao condicionamento clássico aversivo. Antes do treino, administrou-se MK-801, i.p, para o grupo condicionado MK (GCMK, n=6), salina para o grupo condicionado salina (GCS, n=6) e nenhum tratamento para os grupos-controle: randômico (GCR, n=6), contexto (GCC=7) e manipulação (GM=4). GCMK e GCS receberam três associações de som (1000-Hz, 83 dB,1 s) e choque (10 mA, 35ms) numa sessão de 20 min. Para GCR os estímulos foram aleatórios e o GCC não recebeu estímulos. O teste de re-exposição ao contexto ocorreu 24 h após o treino. A análise de freezing no treino mostrou maior ocorrência para o GCS em comparação ao GCC (p<0,05), com aumento gradual na sessão (p<0,01). No teste, GCS expressou maior ocorrência de freezing em comparação a todos os grupos (p<0,001). A expressão de zenk foi avaliada por imuno-histoquímica. O GCS teve maior número de núcleos ZENK-positivos no Hp ventral, especificamente no Hp ventro-medial, comparativamente aos outros grupos (p<0,01). A baixa ocorrência de freezing ao contexto no GCMK evidencia o efeito amnésico do MK-801. A análise da marcação de núcleos ZENK-positivos no Hp sugeriu sua ativação regionalizada na evocação de memória contextual aversiva em pombos. O presente estudo indica o envolvimento de receptores de glutamato do tipo NMDA em mecanismos sinápticos de plasticidade neural durante a evocação de memória aversiva ao contexto. Palavras-chave: condicionamento clássico aversivo, hipocampo, MK-801, antagonista dos receptores NMDA, recuperação da memória aversiva, zenk / Abstract: The present study investigated the effects of the antagonist of the glutamate NMDA receptor, MK- 801, in the activation of zenk in the hippocampus of pigeons (Hp) submitted to the classical aversive conditioning. Two groups of pigeons received MK-801 (MKG, n=6) or saline (SG, n=6) 30 min before training with tone-shock associations. The control groups received unpaired stimulation (RCG, n=6), exposure to the context (CCG=7) or manipulation alone (MG=4). During the 20 min training session MKG and SG received three sound (1000-Hz, 83 dB, 1 s) and shock associations (10 mA, 35ms). The test to the context occurred 24 hours after the training. During the training session SG animals showed more freezing as compared with CCG (p<0,05). During the test, SG expressed higher freezing than all the other groups (p<0,001). ZENK analysis was conducted with imunohistochemistry. The density of ZENK-positive nuclei in the ventral hippocampus, specifically in the ventromedial hippocampus, was higher for SG as compared to the other groups (p<0,01). The fact that the animals from the MKG expressed lower freezing to the context may be considered as indicative of an amnesic effect of the MK-801. The density of ZENK-positive nuclei in the hippocampus suggests a regional activation that may be related to the retrieval of contextual aversive memory. The present study indicates that synaptic mechanisms mediated by NMDA glutamate receptors participate in the neural plasticity related to the retrieval of contextual aversive memory / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Nos últimos anos, houve um aumento significativo no uso abusivo dos Esteróides Anabólicos Andrógenos (EAAs). Um dos efeitos comportamentais mais marcantes da administração crônica de EAAs como o Decanoato de Nandrolona (DN) é a indução do comportamento agressivo exacerbado. Atualmente o sistema glutamatérgico tem sido associado ao comportamento agressivo induzido pelos EAAs, principalmente no que se refere à modulação dos receptores N-Methyl-D-Aspartato NMDA (NMDAr). Nós investigamos os efeitos centrais e periféricos da administração do DN ao longo do tempo (4, 11 e 19 dias consecutivos de administração), e a participação de mecanismos glutamatérgicos. Para isso, camundongos CF-1 tratados com DN foram avaliados em relação ao comportamento agressivo pelo teste do intruso. Além disso, investigamos a captação de glutamato, o imunoconteúdo de GLT-1, os níveis de glutamato no líquido extracelular, e a participação dos NMDAr na manifestação do comportamento agressivo. O fenótipo agressivo foi evidenciado somente no longo tempo de exposição à DN (19 dias). Na mesma janela temporal que os animais apresentaram o fenótipo agressivo houve redução significativa de captação de glutamato em fatias cerebrais de córtex e hipocampo, como também a redução do imunoconteúdo do transportador astrocitário GLT-1 nas mesmas estruturas cerebrais. A administração de antagonistas de NMDAr como MK-801 e memantina antes do teste do intruso diminuiu o comportamento agressivo dos animais tratados cronicamente com DN a níveis iguais aos do grupo controle. Ainda, o comportamento agressivo induzido pela administração crônica de DN diminuiu a remoção do glutamato da fenda sináptica, culminando com o aumento do glutamato extracelular no SNC, o que resultou na hiperexcitabilidade dos NMDAr. Este trabalho enfatiza o papel da comunicação entre astrócitos e neurônios e a relevância da hiperstimulação de NMDAr na manifestação do comportamento agressivo. / Nandrolone decanoate (ND), an anabolic androgenic steroid (AAS), induces an aggressive phenotype by mechanisms involving glutamate-induced N-methyl-d-aspartate receptor (NMDAr) hyperexcitability. The astrocytic glutamate transporters remove excessive glutamate surrounding the synapse. However, the impact of supraphysiological doses of ND on glutamate transporters activity remains elusive. We investigated whether ND-induced aggressive behavior is correlated with GLT-1 activity, glutamate levels and abnormal NMDAr responses. Two-month-old untreated male mice (CF1, n=20) were tested for baseline aggressive behavior in the resident-intruder test. Another group of mice (n=188) was injected with ND (15mg/kg) or vehicle for 4, 11 and 19 days (short-, mid- and long-term endpoints, respectively) and was evaluated in the resident-intruder test. Each endpoint was assessed for GLT-1 expression and glutamate uptake activity in the frontoparietal cortex and hippocampal tissues. Only the long-term ND endpoint significantly decreased the latency to first attack and increased the number of attacks, which was associated with decreased GLT-1 expression and glutamate uptake activity in both brain areas. These alterations may affect extracellular glutamate levels and receptor excitability. Resident males were assessed for hippocampal glutamate levels via microdialysis both prior to, and following, the introduction of intruders. Long-term ND mice displayed significant increases in the microdialysate glutamate levels only after exposure to intruders. A single intraperitoneal dose of NMDAr antagonists, memantine or MK-801, shortly before the intruder test, decreased aggressive behavior. In summary, long-term ND-induced aggressive behavior is associated with decreased extracellular glutamate clearance and NMDAr hyperexcitability, emphasizing the role of this receptor in mediating aggression mechanisms.

Nos últimos anos, houve um aumento significativo no uso abusivo dos Esteróides Anabólicos Andrógenos (EAAs). Um dos efeitos comportamentais mais marcantes da administração crônica de EAAs como o Decanoato de Nandrolona (DN) é a indução do comportamento agressivo exacerbado. Atualmente o sistema glutamatérgico tem sido associado ao comportamento agressivo induzido pelos EAAs, principalmente no que se refere à modulação dos receptores N-Methyl-D-Aspartato NMDA (NMDAr). Nós investigamos os efeitos centrais e periféricos da administração do DN ao longo do tempo (4, 11 e 19 dias consecutivos de administração), e a participação de mecanismos glutamatérgicos. Para isso, camundongos CF-1 tratados com DN foram avaliados em relação ao comportamento agressivo pelo teste do intruso. Além disso, investigamos a captação de glutamato, o imunoconteúdo de GLT-1, os níveis de glutamato no líquido extracelular, e a participação dos NMDAr na manifestação do comportamento agressivo. O fenótipo agressivo foi evidenciado somente no longo tempo de exposição à DN (19 dias). Na mesma janela temporal que os animais apresentaram o fenótipo agressivo houve redução significativa de captação de glutamato em fatias cerebrais de córtex e hipocampo, como também a redução do imunoconteúdo do transportador astrocitário GLT-1 nas mesmas estruturas cerebrais. A administração de antagonistas de NMDAr como MK-801 e memantina antes do teste do intruso diminuiu o comportamento agressivo dos animais tratados cronicamente com DN a níveis iguais aos do grupo controle. Ainda, o comportamento agressivo induzido pela administração crônica de DN diminuiu a remoção do glutamato da fenda sináptica, culminando com o aumento do glutamato extracelular no SNC, o que resultou na hiperexcitabilidade dos NMDAr. Este trabalho enfatiza o papel da comunicação entre astrócitos e neurônios e a relevância da hiperstimulação de NMDAr na manifestação do comportamento agressivo. / Nandrolone decanoate (ND), an anabolic androgenic steroid (AAS), induces an aggressive phenotype by mechanisms involving glutamate-induced N-methyl-d-aspartate receptor (NMDAr) hyperexcitability. The astrocytic glutamate transporters remove excessive glutamate surrounding the synapse. However, the impact of supraphysiological doses of ND on glutamate transporters activity remains elusive. We investigated whether ND-induced aggressive behavior is correlated with GLT-1 activity, glutamate levels and abnormal NMDAr responses. Two-month-old untreated male mice (CF1, n=20) were tested for baseline aggressive behavior in the resident-intruder test. Another group of mice (n=188) was injected with ND (15mg/kg) or vehicle for 4, 11 and 19 days (short-, mid- and long-term endpoints, respectively) and was evaluated in the resident-intruder test. Each endpoint was assessed for GLT-1 expression and glutamate uptake activity in the frontoparietal cortex and hippocampal tissues. Only the long-term ND endpoint significantly decreased the latency to first attack and increased the number of attacks, which was associated with decreased GLT-1 expression and glutamate uptake activity in both brain areas. These alterations may affect extracellular glutamate levels and receptor excitability. Resident males were assessed for hippocampal glutamate levels via microdialysis both prior to, and following, the introduction of intruders. Long-term ND mice displayed significant increases in the microdialysate glutamate levels only after exposure to intruders. A single intraperitoneal dose of NMDAr antagonists, memantine or MK-801, shortly before the intruder test, decreased aggressive behavior. In summary, long-term ND-induced aggressive behavior is associated with decreased extracellular glutamate clearance and NMDAr hyperexcitability, emphasizing the role of this receptor in mediating aggression mechanisms.

Nos últimos anos, houve um aumento significativo no uso abusivo dos Esteróides Anabólicos Andrógenos (EAAs). Um dos efeitos comportamentais mais marcantes da administração crônica de EAAs como o Decanoato de Nandrolona (DN) é a indução do comportamento agressivo exacerbado. Atualmente o sistema glutamatérgico tem sido associado ao comportamento agressivo induzido pelos EAAs, principalmente no que se refere à modulação dos receptores N-Methyl-D-Aspartato NMDA (NMDAr). Nós investigamos os efeitos centrais e periféricos da administração do DN ao longo do tempo (4, 11 e 19 dias consecutivos de administração), e a participação de mecanismos glutamatérgicos. Para isso, camundongos CF-1 tratados com DN foram avaliados em relação ao comportamento agressivo pelo teste do intruso. Além disso, investigamos a captação de glutamato, o imunoconteúdo de GLT-1, os níveis de glutamato no líquido extracelular, e a participação dos NMDAr na manifestação do comportamento agressivo. O fenótipo agressivo foi evidenciado somente no longo tempo de exposição à DN (19 dias). Na mesma janela temporal que os animais apresentaram o fenótipo agressivo houve redução significativa de captação de glutamato em fatias cerebrais de córtex e hipocampo, como também a redução do imunoconteúdo do transportador astrocitário GLT-1 nas mesmas estruturas cerebrais. A administração de antagonistas de NMDAr como MK-801 e memantina antes do teste do intruso diminuiu o comportamento agressivo dos animais tratados cronicamente com DN a níveis iguais aos do grupo controle. Ainda, o comportamento agressivo induzido pela administração crônica de DN diminuiu a remoção do glutamato da fenda sináptica, culminando com o aumento do glutamato extracelular no SNC, o que resultou na hiperexcitabilidade dos NMDAr. Este trabalho enfatiza o papel da comunicação entre astrócitos e neurônios e a relevância da hiperstimulação de NMDAr na manifestação do comportamento agressivo. / Nandrolone decanoate (ND), an anabolic androgenic steroid (AAS), induces an aggressive phenotype by mechanisms involving glutamate-induced N-methyl-d-aspartate receptor (NMDAr) hyperexcitability. The astrocytic glutamate transporters remove excessive glutamate surrounding the synapse. However, the impact of supraphysiological doses of ND on glutamate transporters activity remains elusive. We investigated whether ND-induced aggressive behavior is correlated with GLT-1 activity, glutamate levels and abnormal NMDAr responses. Two-month-old untreated male mice (CF1, n=20) were tested for baseline aggressive behavior in the resident-intruder test. Another group of mice (n=188) was injected with ND (15mg/kg) or vehicle for 4, 11 and 19 days (short-, mid- and long-term endpoints, respectively) and was evaluated in the resident-intruder test. Each endpoint was assessed for GLT-1 expression and glutamate uptake activity in the frontoparietal cortex and hippocampal tissues. Only the long-term ND endpoint significantly decreased the latency to first attack and increased the number of attacks, which was associated with decreased GLT-1 expression and glutamate uptake activity in both brain areas. These alterations may affect extracellular glutamate levels and receptor excitability. Resident males were assessed for hippocampal glutamate levels via microdialysis both prior to, and following, the introduction of intruders. Long-term ND mice displayed significant increases in the microdialysate glutamate levels only after exposure to intruders. A single intraperitoneal dose of NMDAr antagonists, memantine or MK-801, shortly before the intruder test, decreased aggressive behavior. In summary, long-term ND-induced aggressive behavior is associated with decreased extracellular glutamate clearance and NMDAr hyperexcitability, emphasizing the role of this receptor in mediating aggression mechanisms.