O diabetes mellitus é uma disfunção metabólica capaz de gerar déficits motores e prejuízos cognitivos. A hiperglicemia e a sinalização deficiente de insulina no sistema nervoso central desencadeiam uma série de mecanismos que geram inflamação e estresse oxidativo, prejudicando a plasticidade neural em diferentes regiões encefálicas. Desta forma, a ação do resveratrol, um composto polifenólico presente no vinho tinto e em alguns alimentos naturais, e que apresenta atividades antioxidantes e anti-inflamatórias, destaca-se como potencial opção terapêutica para as disfunções neurológicas associadas ao diabetes mellitus tipo 1 e tipo 2. No primeiro estudo desta tese foram avaliados os efeitos do tratamento via oral com resveratrol sobre parâmetros locomotores, densidade de células neuronais e gliais, e imunorreatividade para tirosina hidroxilase (TH) na parte compacta da substância negra (SNPC) de ratos Wistar machos adultos com modelo de diabetes mellitus similar ao tipo 1 induzido por estreptozotocina (STZ). Os animais foram divididos em 4 grupos: nãodiabéticos tratados com salina (SAL), não-diabéticos tratados com resveratrol (RSV), diabéticos tratados com salina (DM) e diabéticos tratados com resveratrol (DM+RSV). O resveratrol foi administrado na dose de 20 mg/kg, conforme preconizado na literatura. Os resultados desse estudo demonstraram que os ratos do grupo DM desenvolveram acinesia, a qual foi atenuada pelo tratamento com resveratrol no grupo DM+RSV. Ratos diabéticos dos grupos DM e DM+RSV desenvolveram bradicinesia. Em relação aos principais achados histofisiológicos, foi demonstrado que a diminuição da imunorreatividade celular para TH e o aumento na densidade de células gliais observados no grupo DM foram revertidos pelo tratamento com resveratrol no grupo DM+RSV. No segundo estudo desta tese, foram avaliados os efeitos do tratamento via oral com resveratrol sobre a memória aversiva e o estado oxidativo - conteúdo total de espécies reativas e atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase e glutationa peroxidase - no hipocampo de ratos Wistar machos adultos com modelo de diabetes mellitus similar ao tipo 1 induzido por STZ. Os animais foram divididos em 8 grupos: não-diabéticos tratados com salina (ND SAL), não-diabéticos tratados com resveratrol na dose de 5 mg/kg (ND RSV 5), não-diabéticos tratados com resveratrol na dose de 10 mg/kg (ND RSV 10), nãodiabéticos tratados com resveratrol na dose de 20 mg/kg (ND RSV 20), diabéticos tratados com salina (D SAL), diabéticos tratados com resveratrol na dose de 5 mg/kg (D RSV 5), diabéticos tratados com resveratrol na dose de 10 mg/kg (D RSV 10) e diabéticos tratados com resveratrol na dose de 20 mg/kg (D RSV 20).Os principais resultados desse estudo mostraram que o diabetes experimental não promoveu déficits de memória ou alterações no estado oxidativo hipocampal, e a administração de resveratrol não modificou esses parâmetros de forma relevante nos diferentes grupos estudados. Os resultados desta tese indicam que o resveratrol exerce efeitos terapêuticos nas disfunções nigroestriatais induzidas pelo diabetes, visto que é capaz de reverter a acinesia causada pelo diabetes experimental, e de atenuar o aumento na densidade glial e a diminuição do conteúdo de TH nos neurônios da SNPC em ratos diabéticos. Por outro lado, a memória aversiva e o estado oxidativo no hipocampo permanecerem inalterados nos ratos diabéticos submetidos ou não ao tratamento com resveratrol. Os achados sugerem que determinadas regiões encefálicas apresentam maior suscetibilidade ao dano induzido pelo referido modelo de diabetes experimental, que pode culminar em um desequilíbrio dos circuitos relacionados aos núcleos da base. Ademais, os resultados indicam a necessidade de estudos adicionais para a avaliação dos efeitos do diabetes experimental e do tratamento com resveratrol sobre a memória aversiva e sobre o estado oxidativo hipocampal, de forma tempo e dosedependentes. / Diabetes mellitus is a metabolic disorder that can promote motor deficits and cognitive dysfunctions. Hyperglycemia and insulin deficient signaling in the central nervous system triggers mechanisms that generate inflammation and oxidative stress, which may impair neural plasticity in different brain regions. Thus, the use of resveratrol, a polyphenolic compound found in red wine and in some natural foods, that has antioxidant and antiinflammatory activities, could be a potential treatment for neurological disorders associated with type 1 and type 2 diabetes. In the first study of this PhD thesis, we evaluated the effects of oral resveratrol treatment on locomotor parameters, neuronal and glial densities and tyrosine hydroxylase (TH) immunoreactivity in the substantia nigra pars compacta (SNpc) in adult male Wistar rats with a streptozotocin-induced (STZ) type 1-like diabetes model. The animals were divided into 4 groups: non-diabetic animals treated with saline (SAL), non-diabetic animals treated with resveratrol (RSV), diabetic animals treated with saline (DM) and diabetics animals treated with resveratrol (DM + RSV). Resveratrol was administered at a dose of 20 mg/kg, as recommended in the literature. Our results showed rats from the DM group developed akinesia, which was attenuated after resveratrol treatment in the DM + RSV group, while rats from the DM and DM + RSV groups developed bradykinesia. In relation to the histological and physiological findings, the DM group showed a reduction in cellular TH immunoreactivity and increased glial cell density, both of which were reversed by resveratrol treatment in the DM + RSV group. In the second study of this PhD thesis, we evaluated the effects of oral resveratrol treatment on aversive memory and oxidative status - total content of reactive species and antioxidant activity of superoxide dismutase and glutathione peroxidase enzymes - in the hippocampus of adult male Wistar rats with STZ-induced type 1-like diabetes. The animals were divided into 8 groups: non-diabetic treated with saline (ND SAL); non-diabetic treated with resveratrol at a dose of 5 mg/kg (ND RSV 5); non-diabetic treated with resveratrol at a dose of 10 mg/kg (ND RSV 10); non-diabetic treated with resveratrol at a dose of 20 mg/kg (ND RSV 20); diabetic treated with saline (D SAL); diabetic treated with resveratrol at a dose of 5 mg/kg (D RSV 5); diabetic treated with resveratrol at a dose of 10 mg/kg (D RSV 10); and diabetic treated with resveratrol at a dose of 20 mg/kg (D RSV 20). The main results of this study showed that experimental diabetes did not induce memory deficits or changes in hippocampal oxidative status and resveratrol administration did not modify these parameters in the different treatment groups. The results of this PhD thesis indicate that resveratrol exerts therapeutic effects on the nigrostriatal dysfunctions induced by diabetes, since it is able to reverse the akinesia caused by experimental diabetes and attenuate the increased glial density and decreased TH immunoreactivity in the SNpc neurons of diabetic rats. On the other hand, aversive memory and the hippocampal oxidative status remain unchanged in diabetic rats, treated or not with resveratrol. The findings suggest that some brain regions are more susceptible to damage induced by the experimental model of diabetes, which may culminate in an imbalance in the circuits related to the basal ganglia. Moreover, the results indicate the need for additional studies to evaluate the effects of experimental diabetes and resveratrol treatment on aversive memory and the hippocampal oxidative state, in relation to time and dose dependency.

Os astrócitos são células conhecidas por sua capacidade dinâmica e versatilidade, participando não somente da manutenção da homeostase cerebral em condições fisiológicas, mas também respondendo em condições patológicas, como por exemplo, na encefalopatia hepática (EH). Esta patologia neurológica está associada principalmente à hiperamonemia, decorrente de uma falência hepática aguda ou crônica. A toxicidade da amônia no sistema nervoso central (SNC) é mediada por uma série de alterações celulares e metabólicas, principalmente nas células astrogliais. Nesse sentido, a busca por moléculas com potencial terapêutico no SNC é extremamente relevante. Trabalhos do nosso grupo mostraram que o resveratrol e o ácido lipoico, duas moléculas conhecidas pelos seus efeitos antioxidantes, modulam importantes funções gliais, relacionadas principalmente ao metabolismo glutamatérgico, à defesa antioxidante e à resposta inflamatória. Neste sentido, esta tese teve como objetivo avaliar os efeitos do resveratrol e do ácido lipoico em células astrogliais e neuronais expostas à amônia, assim como seus possíveis mecanismos protetores. Primeiramente, nós observamos que o resveratrol e o ácido lipoico foram capazes de prevenir as alterações induzidas pela amônia em células astrogliais C6, sobre parâmetros do metabolismo glutamatérgico, dentre os quais podemos destacar a captação de glutamato, a atividade da enzima glutamina sintetase (GS) e o conteúdo de glutationa (GSH). Além disso, o ácido lipoico também exerceu um efeito antiinflamatório nestas células, prevenindo a liberação de citocinas pró-inflamatórias (TNFα, IL- 1β, IL-6, IL-18) e da proteína S100B, através da diminuição da ativação do fator de transcrição NFκB. Nós também verificamos que a maioria dos efeitos protetores do resveratrol e do ácido lipoico foram dependentes da heme oxigenase 1 (HO1), uma enzima associada com a defesa celular em situações de estresse. Por fim, foram avaliados os efeitos do resveratrol e do ácido lipoico sobre células neuronais expostas à amônia. Novamente, ambos apresentaram um efeito benéfico, prevenindo tanto o aumento da produção de espécies reativas de oxigênio (ERO) quanto a diminuição do conteúdo de GSH induzidos pela amônia. Nas células neuronais, a proteína HO1 também participou dos efeitos protetores do resveratrol e do ácido lipoico. Em conjunto, esses resultados nos mostram que o resveratrol e o ácido lipoico são capazes de modular positivamente o funcionamento tanto de células astrogliais quanto de células neuronais em situações de hiperamonemia, compartilhando também alguns mecanismos de ação, como a indução da HO1. Este estudo in vitro sugere que o resveratrol e o ácido lipoico são potenciais agentes terapêuticos para doenças do SNC, as quais envolvam produção de espécies reativas e resposta inflamatória, como a EH. / Astrocytes are dynamic and versatile cells which participate in the maintenance of brain homeostasis in physiological conditions and also in response to pathological conditions, such as hepatic encephalopathy. This neurological disease is mainly associated with hyperamonnemia, resulting from acute or chronic liver failure. Ammonia toxicity in the central nervous system (CNS) is mediated by several cellular and metabolic alterations, primarily in astroglial cells. In this sense, the search for molecules with therapeutical potential for CNS becomes highly relevant. Our group has shown that resveratrol and lipoic acid, two molecules known for their antioxidant activities, are able to modulate important glial functions mainly related to glutamate metabolism, antioxidant defense and inflammatory response. In this sense, this study aimed to evaluate the effects of resveratrol and lipoic acid in astroglial and neuronal cells exposed to ammonia, as well as their possible protective mechanisms. Firstly, we observed that resveratrol and lipoic acid were able to prevent ammonia-induced alterations in C6 astroglial cells functioning, such as glutamate uptake, glutamine synthetase (GS) activity and intracellular GSH content. Moreover, lipoic acid also exerted an anti-inflammatory effect in C6 astroglial cells, preventing the ammonia-stimulated release of pro-inflammatory cytokines (TNF, IL-1β, IL-6, IL-18) and S100B protein, by decreasing the activation of the transcription factor NFκB. We also verified that the most protective effects of resveratrol and lipoic acid involved the heme oxygenase 1 (HO1), an enzyme associated with protection against stressful conditions. Finally, we evaluated the effects of resveratrol and lipoic acid on neuronal cells exposed to ammonia. Again, both showed beneficial roles, preventing the increase of reactive oxygen species (ROS) and decrease of GSH content induced by ammonia. In neuronal cells, HO1 also mediated the protective effects of resveratrol and lipoic acid. Taken together, these results show that resveratrol and lipoic acid are able to positively modulate the functioning of both astroglial and neuronal cells in hyperamonemmia conditions, sharing some mechanisms of action, such as HO1. This study in vitro suggests that resveratrol and lipoic acid may represent potential therapeutic agents for CNS, during oxidative and inflammatory damages, as the induced by ammonia.

A obesidade é uma doença multifatorial fortemente associada com a síndrome metabólica e com as doenças hepáticas. A distribuição da gordura corporal é um fator relevante, e especificamente o tecido adiposo visceral parece ser o elo entre o aumento de peso, a síndrome metabólica e o acúmulo de gordura hepática. Os adipócitos estão envolvidos na regulação do balanço energético e podem ser modulados por hormônios, citocinas e nutrientes, entre eles o resveratrol. São dois os objetivos principais deste trabalho: (1) identificar os níveis basais de expressão do mRNA de SIRT1, adiponectina, FOXO1, PPARg e PPARb/d em diferentes tecidos adiposos (retroperitoneal, subcutâneo e visceral) de indivíduos obesos grau III com diferentes níveis de esteatose hepática; e (2) identificar a ação do resveratrol sobre a expressão do mRNA dos genes citados em adipócitos isolados do tecido adiposo visceral de indivíduos obesos grau III. Os tecidos adiposos foram obtidos durante cirurgia bariátrica. O RNA total foi extraído usando o reagente TRIzol e o mRNA foi quantificado por PCR em tempo real. Para a análise da expressão basal dos genes, dividimos os pacientes em dois grupos: aqueles com esteatose simples ou moderada e aqueles com esteatose severa associada ou não à fibrose e inflamação. Comparando os dois grupos estudados, os pacientes com esteatose severa apresentaram uma menor expressão do mRNA de SIRT1 (p=0,006), apenas no tecido adiposo visceral. Os níveis de adiponectina, FOXO1, PPARg1-3 e PPARb/d não diferiram estatisticamente entre os dois grupos de pacientes nos três depósitos de gordura corporal. O valor de HOMA-IR foi diferente estatisticamente entre os grupos estudados, sendo maior no grupo de pacientes com diagnóstico de esteatose severa associada ou não a fibrose e necroinflamação (p=0,006). Neste mesmo grupo de pacientes, a expressão de SIRT1 e o valor de HOMA-IR correlacionaram-se positivamente no tecido adiposo visceral (r=0,607; p=0,048). Quanto à modulação por resveratrol, houve aumento significativo nos níveis do mRNA de SIRT1 (p=0,021), adiponectina (p=0,025) e FOXO1 (p=0,001) nos adipócitos isolados do tecido adiposo visceral de obesos grau III. A expressão do mRNA de PPARg1-3 foi modulada negativamente (p=0,003) nas células estudadas. Considerando a expressão do PPARb/d, não houve modulação por resveratrol na concentração, tempo e modelo celular estudados. Analisando a literatura, verificamos que valores diminuídos de SIRT1 já foram associados à progressão da esteatose, em modelos experimentais. Neste trabalho, observamos menor transcrição de SIRT1 no tecido adiposo visceral de obesos com esteatose severa, o que poderia prejudicar a biogênese mitocondrial e a oxidação de ácidos graxos, contribuindo com o aumento de ácidos graxos livres na circulação portal, favorecendo o acúmulo hepático de lipídeos nestes pacientes. Desta forma, sugerimos que o aumento da expressão de SIRT1 no tecido adiposo visceral pode ter efeito protetor contra a evolução da esteatose em obesos grau III. Também constatamos que resveratrol ativa a expressão do mRNA de SIRT1, adiponectina e FOXO1 e diminui a expressão de PPARg1-3. Os resultados indicam que resveratrol pode modular o metabolismo dos adipócitos de obesos grau III, possivelmente favorecendo o metabolismo das células estudadas. / Obesity is a complex disease, strongly associated with metabolic syndrome and hepatic disease. The distribution of body fat is important, and specifically visceral adipose tissue seems to be the link between weight gain, metabolic syndrome and hepatic fat accumulation. Adipocytes are involved in the regulation of energy balance and can be modulated by hormones, cytokines and nutrients as resveratrol. The objectives of this study were: (1) to determine the expression pattern of SIRT1, adiponectin, FOXO1, PPARg1-3 and PPARb/d mRNA in different adipose tissues (retroperitoneal, subcutaneous and visceral) of morbidly obese with different levels of hepatic steatosis; and (2) analyze whether resveratrol could modulate the mRNA expression of the cited genes in isolated visceral adipocytes of morbidly obese. The adipose tissue was obtained by bariatric surgery. Total RNAs were extracted using TRIzol reagent and genes reverse transcripts were determined by quantitative polymerase chain reaction. For analysis of basal genes expression, we divided patients in two groups: those with slight or moderate steatosis and other comprising individuals with severe steatosis associated or not with necroinflammation and fibrosis. When comparing the two groups of patients, we found that the amount of SIRT1 mRNA in the visceral adipose tissue of morbidly obese with severe steatosis was decreased (p=0.006). The levels of adiponectin, FOXO1, PPARg1-3 and PPARb/d did not differ statistically between the two groups of patients in the fat depots studied. We found that HOMA-IR value was significantly higher in severe steatosis patients group (p=0.006). Our results also show that the mRNA expression of SIRT1 and HOMA-IR was positively correlated in the visceral adipose tissue of patients with severe steatosis (r=0.654; p=0.048). Regarding the modulation by resveratrol, there was significant increase in SIRT1 (p=0.021), adiponectina (p=0.025) and FOXO1 (p=0.001) mRNA in isolated visceral adipocytes. The mRNA expression of PPARg1-3 was negatively modulated by resveratrol (p=0.003). Considering PPARb/d, there was not a significantly modulation by resveratrol, in the studied model. Reduced quantities of SIRT1 mRNA have been described in severe steatosis using experimental models. We found lower transcription of SIRT1 expression in the visceral adipose tissue of obese patients with severe steatosis, which may impair mitochondrial biogenesis and fatty acids oxidation, contributing to the increase of free fatty acids in portal circulation, impairing liver function. Thus, we suggest that the increased SIRT1 mRNA expression may have a protective role on steatosis in visceral adipose tissue of morbidly obese individuals. Also, we observed that resveratrol activated the expression of SIRT1, FOXO1 and adiponectin and decreases PPARg1-3, which indicate that resveratrol can control adipocytes metabolism, possibly favoring the metabolism of studied cells.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-18Bitstream added on 2014-06-13T19:57:06Z : No. of bitstreams: 1 castro_m_me_jabo.pdf: 467319 bytes, checksum: 75c102107c67aefa122635ff9a85a085 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Aterosclerose é um condição inflamatória fibro-proliferativa crônica associada à produção de espécies oxidantes. O composto fenólico resveratrol encontrado principalmente na uva e no vinho tinto, parece ter atividades cardioprotetoras previnindo a oxidação de lipoproteínas de baixa densidade. Neste estudo investigou-se o efeito do resveratrol na prevenção da ateromatose induzida por meio de estudos morfológicos e morfométricos do arco aórtico, bem como observação do perfil bioquímico sérico de HDL, LDL, triglicerídeos e colesterol total. Para tanto, foram utilizados 20 coelhos divididos em quatro grupos os quais receberam as seguintes dietas durante 60 dias: grupo controle (CT) ração normal; grupo resveratrol (R) raçao normal e resveratrol na dose de 3 mg/Kg/dia; grupo colesterol (CL) ração acrescida de 1,5% de colesterol; grupo (CR) tratado com ração acrescida de 1,5% de colesterol e administração simultânea de resveratrol na dose de 3mg/Kg/dia. Na análise morfologica os animais do grupo CT e R não apresentaram alterações nas túnicas íntima, média e adventícia. Os animais do grupo CL apresentaram lesões ateroscleróticas com espessamento da íntima e invasão da média. Os animais do grupo CR também apresentaram lesões invadindo a íntima e média porém estas encontravam-se mais organizadas. O estudo morfométrico revelou maior espessamento da íntima no grupo CL, na camada média não foi observado diferença entre os grupos CL e CR. A avaliação do perfil lipídico dos animais dos grupos CL e CR revelou valores aumentados porém sem diferença entre estes grupos. Houve diferença quando comparados com os grupos que receberam uma dieta normal... / Atherosclerosis is a chronic fibro proliferative inflammatory disease associate to the production of reactive oxygen species. Resveratrol, a phenolic compound present in red wine and grape seems to prevent cardiovascular diseases by protecting low density lipoprotein from oxidation. The present study tested wheter resveratrol would provide any benefit in the prevention of induced atheroma lesions through morphologic, morphometric studies in the aortic arch and HDL, LDL, total cholesterol and triglyceride lipid levels. A total of 20 rabbits were divided into 4 groups during 60 days: group CT was given normal diet, group R normal diet with resveratrol at a dose of 3 mg/Kg/day, group CL normal diet supplemented with 1,5% cholesterol, group CR normal diet supplemented with 1,5% cholesterol with resveratrol at a dose of 3 mg/Kg/day. Morphologic analysis of the rabbit group CT and R didn’t show lesion in intima, media and adventitia tunicas in the aortic arch. Rabbits fed with a hypercholesterolemic diet show atherosclerotic lesions with thickness of intima and invasion of the media. Severity of atherosclerosis lesions was significantly reduced in group CR and lesions were more organized, and media was also affected. Morphometry study revealed that the intima of aortic arch in CL animals was thickner than CR animals. The media didn’t show difference between CL and CR groups. Lipid measurements of hypercholesterolemic rabbits showed a significant increase in serum levels but there weren’t differences between CL and CR group, there were differences when compared to those fed a regular diet...(Complete abstract, click electronic access below)

O diabetes mellitus é uma disfunção metabólica capaz de gerar déficits motores e prejuízos cognitivos. A hiperglicemia e a sinalização deficiente de insulina no sistema nervoso central desencadeiam uma série de mecanismos que geram inflamação e estresse oxidativo, prejudicando a plasticidade neural em diferentes regiões encefálicas. Desta forma, a ação do resveratrol, um composto polifenólico presente no vinho tinto e em alguns alimentos naturais, e que apresenta atividades antioxidantes e anti-inflamatórias, destaca-se como potencial opção terapêutica para as disfunções neurológicas associadas ao diabetes mellitus tipo 1 e tipo 2. No primeiro estudo desta tese foram avaliados os efeitos do tratamento via oral com resveratrol sobre parâmetros locomotores, densidade de células neuronais e gliais, e imunorreatividade para tirosina hidroxilase (TH) na parte compacta da substância negra (SNPC) de ratos Wistar machos adultos com modelo de diabetes mellitus similar ao tipo 1 induzido por estreptozotocina (STZ). Os animais foram divididos em 4 grupos: nãodiabéticos tratados com salina (SAL), não-diabéticos tratados com resveratrol (RSV), diabéticos tratados com salina (DM) e diabéticos tratados com resveratrol (DM+RSV). O resveratrol foi administrado na dose de 20 mg/kg, conforme preconizado na literatura. Os resultados desse estudo demonstraram que os ratos do grupo DM desenvolveram acinesia, a qual foi atenuada pelo tratamento com resveratrol no grupo DM+RSV. Ratos diabéticos dos grupos DM e DM+RSV desenvolveram bradicinesia. Em relação aos principais achados histofisiológicos, foi demonstrado que a diminuição da imunorreatividade celular para TH e o aumento na densidade de células gliais observados no grupo DM foram revertidos pelo tratamento com resveratrol no grupo DM+RSV. No segundo estudo desta tese, foram avaliados os efeitos do tratamento via oral com resveratrol sobre a memória aversiva e o estado oxidativo - conteúdo total de espécies reativas e atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase e glutationa peroxidase - no hipocampo de ratos Wistar machos adultos com modelo de diabetes mellitus similar ao tipo 1 induzido por STZ. Os animais foram divididos em 8 grupos: não-diabéticos tratados com salina (ND SAL), não-diabéticos tratados com resveratrol na dose de 5 mg/kg (ND RSV 5), não-diabéticos tratados com resveratrol na dose de 10 mg/kg (ND RSV 10), nãodiabéticos tratados com resveratrol na dose de 20 mg/kg (ND RSV 20), diabéticos tratados com salina (D SAL), diabéticos tratados com resveratrol na dose de 5 mg/kg (D RSV 5), diabéticos tratados com resveratrol na dose de 10 mg/kg (D RSV 10) e diabéticos tratados com resveratrol na dose de 20 mg/kg (D RSV 20).Os principais resultados desse estudo mostraram que o diabetes experimental não promoveu déficits de memória ou alterações no estado oxidativo hipocampal, e a administração de resveratrol não modificou esses parâmetros de forma relevante nos diferentes grupos estudados. Os resultados desta tese indicam que o resveratrol exerce efeitos terapêuticos nas disfunções nigroestriatais induzidas pelo diabetes, visto que é capaz de reverter a acinesia causada pelo diabetes experimental, e de atenuar o aumento na densidade glial e a diminuição do conteúdo de TH nos neurônios da SNPC em ratos diabéticos. Por outro lado, a memória aversiva e o estado oxidativo no hipocampo permanecerem inalterados nos ratos diabéticos submetidos ou não ao tratamento com resveratrol. Os achados sugerem que determinadas regiões encefálicas apresentam maior suscetibilidade ao dano induzido pelo referido modelo de diabetes experimental, que pode culminar em um desequilíbrio dos circuitos relacionados aos núcleos da base. Ademais, os resultados indicam a necessidade de estudos adicionais para a avaliação dos efeitos do diabetes experimental e do tratamento com resveratrol sobre a memória aversiva e sobre o estado oxidativo hipocampal, de forma tempo e dosedependentes. / Diabetes mellitus is a metabolic disorder that can promote motor deficits and cognitive dysfunctions. Hyperglycemia and insulin deficient signaling in the central nervous system triggers mechanisms that generate inflammation and oxidative stress, which may impair neural plasticity in different brain regions. Thus, the use of resveratrol, a polyphenolic compound found in red wine and in some natural foods, that has antioxidant and antiinflammatory activities, could be a potential treatment for neurological disorders associated with type 1 and type 2 diabetes. In the first study of this PhD thesis, we evaluated the effects of oral resveratrol treatment on locomotor parameters, neuronal and glial densities and tyrosine hydroxylase (TH) immunoreactivity in the substantia nigra pars compacta (SNpc) in adult male Wistar rats with a streptozotocin-induced (STZ) type 1-like diabetes model. The animals were divided into 4 groups: non-diabetic animals treated with saline (SAL), non-diabetic animals treated with resveratrol (RSV), diabetic animals treated with saline (DM) and diabetics animals treated with resveratrol (DM + RSV). Resveratrol was administered at a dose of 20 mg/kg, as recommended in the literature. Our results showed rats from the DM group developed akinesia, which was attenuated after resveratrol treatment in the DM + RSV group, while rats from the DM and DM + RSV groups developed bradykinesia. In relation to the histological and physiological findings, the DM group showed a reduction in cellular TH immunoreactivity and increased glial cell density, both of which were reversed by resveratrol treatment in the DM + RSV group. In the second study of this PhD thesis, we evaluated the effects of oral resveratrol treatment on aversive memory and oxidative status - total content of reactive species and antioxidant activity of superoxide dismutase and glutathione peroxidase enzymes - in the hippocampus of adult male Wistar rats with STZ-induced type 1-like diabetes. The animals were divided into 8 groups: non-diabetic treated with saline (ND SAL); non-diabetic treated with resveratrol at a dose of 5 mg/kg (ND RSV 5); non-diabetic treated with resveratrol at a dose of 10 mg/kg (ND RSV 10); non-diabetic treated with resveratrol at a dose of 20 mg/kg (ND RSV 20); diabetic treated with saline (D SAL); diabetic treated with resveratrol at a dose of 5 mg/kg (D RSV 5); diabetic treated with resveratrol at a dose of 10 mg/kg (D RSV 10); and diabetic treated with resveratrol at a dose of 20 mg/kg (D RSV 20). The main results of this study showed that experimental diabetes did not induce memory deficits or changes in hippocampal oxidative status and resveratrol administration did not modify these parameters in the different treatment groups. The results of this PhD thesis indicate that resveratrol exerts therapeutic effects on the nigrostriatal dysfunctions induced by diabetes, since it is able to reverse the akinesia caused by experimental diabetes and attenuate the increased glial density and decreased TH immunoreactivity in the SNpc neurons of diabetic rats. On the other hand, aversive memory and the hippocampal oxidative status remain unchanged in diabetic rats, treated or not with resveratrol. The findings suggest that some brain regions are more susceptible to damage induced by the experimental model of diabetes, which may culminate in an imbalance in the circuits related to the basal ganglia. Moreover, the results indicate the need for additional studies to evaluate the effects of experimental diabetes and resveratrol treatment on aversive memory and the hippocampal oxidative state, in relation to time and dose dependency.

Transtorno do espectro do autismo (TEA), é um transtorno do neurodesenvolvimento caracterizado por perturbações na comunicação social recíproca e na manifestação de comportamentos, interesses e atividades repetitivos e restritos. Embora a etiologia do autismo ainda seja desconhecida, há fortes evidências de que esta condição é causada por uma complexa interação de fatores genéticos e ambientais durante o desenvolvimento. Além disso, uma das características preponderantes a nível de circuitaria neural é o desequilíbrio entre excitação e inibição, com o predomínio do primeiro. A exposição ao ácido valpróico (VPA) durante a gestação é um dos conhecidos fatores de risco ambiental. Com base nesta informação, o VPA é comumente utilizado para desencadear um fenótipo do tipo autista em murinos. Nosso grupo demonstrou previamente que um tratamento subcrônico com resveratrol (RSV) aplicado a ratas prenhes é capaz de prevenir os prejuízos no comportamento social induzidos na prole pelo VPA. No presente trabalho, nós investigamos a influência do tratamento prenatal com o RSV nos níveis de expressão de proteínas sinápticas excitatórias (PSD-95 e neuroliguina- 1) e inibitórias (gefirina e neuroliguina-2) no córtex pré-frontal medial (CPFm) e no hipocampo de filhotes machos aos 30 dias de vida. O balanço entre excitação e inibição nestas regiões encefálicas já foi associado de maneira causal com a modulação do comportamento social em camundongos. Algumas alterações que observamos no grupo VPA foram contrapostas pela ação do RSV. Em resumo, RSV leva a uma tendência de diminuição da proteína PSD-95 no CPFm nos animais do grupo VPA+RSV em comparação ao grupo VPA (p=0,092), provavelmente exercendo suas ações ao nível da tradução. Adicionalmente, RSV aumenta significativamente os níveis de expressão gênica de gefirina no CPFm e hipocampo. Portanto, nós identificamos dois mecanismos diferentes pelos quais o RSV poderia reduzir a excitabilidade neuronal neste modelo animal de autismo. Isto se soma às crescentes evidências sobre desregulações na razão excitação/inibição no autismo que se relacionam com alterações de comportamento, e pode ser a base da ação preventiva exercida pelo RSV. / Autism spectrum disorder (ASD) is a group of neurodevelopmental disabilities characterized by sociability impairments accompanied by verbal and nonverbal communication deficits and stereotyped behavioral patterns. Although ASD etiology is still not known, there is growing evidence that this disorder is caused by a complex interplay of both genetic and environmental risk factors acting at the developmental stages and that a misbalance between excitation and inhibition (with predominance of the former) is a prominent characteristic at the circuitry level. One of the known risk factors is maternal use of valproic acid (VPA) during gestation. Based on this observation, VPA is commonly used to generate an ASD-like condition in rodents. We previously showed that a prenatal subchronic treatment of the pregnant rats with Resveratrol (RSV) prevented the social deficits generated by VPA in the male offspring. In this work, we aimed to investigate the influence of prenatal RSV treatment on the expression levels of synaptic proteins of excitatory (PSD-95 and neuroligin-1) and inhibitory (gephyrin and neuroligin-2) contacts of medial prefrontal cortex (mPFC) and hippocampus in young male rats. Excitation/inhibition balance in these two brain regions is implicated causally in the modulation of social behaviors in murines. We identified alterations in the VPA animal model of autism, some of which were corrected by the RSV treatment. In summary, we found that RSV leads to a trend of decrease in the level of protein PSD-95 in the mPFC of the VPA+RSV group animals compared to the VPA group (p=0,092), probably exerting its actions at the translation level. In addition, RSV increases gene expression of gephyrin in both mPFC and hippocampus. Therefore, we identified two different mechanisms of reduction of the neuronal excitability mediated by RSV treatment in this animal model of autism. This adds evidence to the growing body of findings about alteration of behaviors mediated by excitation/inhibition regulation in autism, and can be the basis for the phenotypic prevention exerted by RSV.

A espécie redox ativa resveratrol (3,5,4’-trihidroxi-trans-estilbeno), uma fitoalexina encontrada nas uvas e no vinho tinto, apresenta importantes efeitos biológicos como atividade antioxidante, anti-inflamatória, antitumoral e cardioprotetora. O sistema nervoso central (SNC) também é alvo do resveratrol que por sua vez pode atravessar a barreira hematoencefálica e exercer efeito neuroprotetor, modulando importantes funções neurogliais. Fisiologicamente os astrócitos controlam importantes funções cerebrais, principalmente, relacionadas ao metabolismo glutamatérgico, à plasticidade sináptica e neuroproteção; e em situações neuropatológicas, relacionadas ao estresse oxidativo. Assim, neste estudo nós investigamos o efeito do resveratrol sobre importantes parâmetros gliais em células C6 frente a dois modelos de insulto oxidativo: (I) 1 mM de H2O2/0,5 h e (II) 0,1 mM de H2O2/6 h. Avaliamos, nessas condições, o perfil das principais defesas antioxidantes enzimáticas celulares, a genotoxicidade celular e possíveis vias de sinalização que possam contribuir para o melhor entendimento do mecanismo de ação do resveratrol no SNC. Nós demonstramos que o resveratrol modula a captação de glutamato; a atividade da enzima glutamina sintetase; os níveis intra e extracelulares de glutationa; a secreção da proteína S100B; as enzimas SOD, CAT e GPx; a peroxidação lipídica; a frequência de micronúcleos; as enzimas heme oxigenase 1 e iNOS e o fator de transcrição NFκB, de maneira dependente das condições oxidativas do meio e do ambiente redox celular. Dessa forma, nossos resultados mostram que o resveratrol apresenta comportamentos anti e pró-oxidante e que sua ação neuroprotetora pode estar relacionada a modulação da atividade glial e da heme oxigenase 1. Enfim, o resveratrol pode representar um potencial agente terapêutico em patologias que envolvam déficits no sistema glutamatérgico associado ao estresse oxidativo. / The redox active compound, resveratrol (3,5,4 '-trihydroxy-trans-stilbene), a phytoalexin, found in grapes and red wine, has a wide range of biological effects, such as, antioxidant, antiinflammatory, anticancer and cardioprotective. The central nervous system (CNS) is also the target of resveratrol which is able to trespass the blood-brain barrier and exerts neuroprotective effects by modulating important glial parameters. Physiologically, astrocytes control important brain functions, mainly related to glutamatergic metabolism, synaptic plasticity and neuroprotection; and in neurophatology events related to oxidative stress. In this study, we investigated the effect of resveratrol on important parameters in C6 astoglial cells against oxidative insult in two models: (I) 1 mM H2O2/0.5 h and (II) 0.1 mM H2O2/6 h. We evaluated under these conditions, the activity of the major cellular enzymatic antioxidant defenses, the possible genotoxicity and cell signaling pathways that may contribute to better understanding the mechanism of resveratrol in the CNS. Resveratrol modulates glutamate uptake; glutamine synthetase activity; intracellular and extracellular levels of glutathione; S100B secretion; the enzymes SOD, CAT and GPx; lipid peroxidation; the frequency of micronuclei; the enzymes heme oxygenase 1 and iNOS and the transcription factor NFκB depending upon the oxidant conditions of the milieu and the cellular redox environment. Thus, our results show that resveratrol presents anti and pro-oxidant effects and their neuroprotective action may be related to modulation of glial function and heme oxygenase 1. Finally, resveratrol can represent a potential therapeutic agent against pathologies associated to glutamatergic system and oxidative stress.

O transtorno do espectro do autismo (TEA) representa um grupo de desordens do neurodesenvolvimento, caracterizados por 1) déficits na comunicação e na interação social e 2) comportamentos repetitivos e interesses/atividades restritas. A etiologia do TEA reside em uma interação complexa entre fatores genéticos e fatores de risco ambiental. A exposição prénatal ao ácido valproico (VPA) tem sido associada com um aumento significativo no diagnóstico de TEA no período pós-natal e, baseado nessas evidências, um modelo animal de autismo foi proposto. Anormalidades neuroquímicas, morfológicas e comportamentais, similares àquelas encontradas em indivíduos com diagnóstico de TEA, têm sido descritas nesse modelo. Ainda, validades preditivas (respostas análogas para tratamentos), de construto (mesma disfunção biológica que origina certa condição em humanos) e de face (características endofenotípicas similares às encontradas no transtorno estudado) estão presentes nesse modelo, garantindo sua eficácia como um método confiável de pesquisa experimental. Considerando os efeitos neuroprotetores, antioxidantes e anti-inflamatórios do resveratrol (RSV), nós investigamos a influência do tratamento pré-natal com RSV nos comportamentos sociais no modelo animal de autismo induzido por exposição pré-natal ao VPA. A administração pré-natal de RSV preveniu as alterações sociais, induzidas pelo VPA, avaliadas nesse estudo. A interação molecular entre o RSV e o VPA é baixa e altamente instável, sugerindo efeitos celulares ao invés de processos químicos independentes. Por fim, os achados da presente tese originaram: (1) um capítulo de livro descrevendo os achados no modelo animal de autismo por exposição pré-natal ao VPA; (2) um artigo onde uma estratégia experimental promissora, utilizando resveratrol (RSV), foi delineada para avaliar alterações no desenvolvimento relacionadas a alterações neurais e comportamentais no TEA; (3) uma patente para o uso dessa estratégia experimental; (4) resultados preliminares sobre os alvos moleculares do RSV e do VPA envolvendo a etiologia do autismo; e (5) um comentário técnico em um artigo de alto impacto ressaltando o conhecimento e domínio adquirido pelo grupo nos estudos dentro do modelo animal de autismo induzido por exposição pré-natal ao VPA. / Autism spectrum disorder (ASD) is a neurodevelopmental disorder characterized by 1) deficits in social communication and social interaction and 2) restricted repetitive behaviors, interests, and activities (RRBs). Its etiology involves a complex interplay of both genetic and environmental risk factors. Prenatal exposure to valproic acid (VPA) has been associated with significantly increased risks of ASD and, based on this fact, an animal model of ASD was proposed. Neurochemical, morphological, and behavioral abnormalities, similar to those found in individuals with ASD have been described in this model. Construct (the same biological dysfunction that causes the human disorder), face (strong analogies to the endophenotypes of the human disorder), and predictive (analogous response to treatments) validities are also present in this model, ensuring its effectiveness as a trustworthy research tool. Considering the neuroprotective, antioxidant and anti-inflammatory effects of resveratrol (RSV), we investigated the influence of prenatal RSV treatment on social behaviors of in the animal model of ASD induced by prenatal exposure to VPA. Prenatal administration of RSV prevented the VPA-induced social impairments evaluated in this study. The molecular interaction between RSV and VPA is weak and highly unstable, suggesting cellular effects instead of a single chemical process. In summary, the present thesis findings resulted in: (1) a book chapter describing the findings in the VPA animal model of ASD; (2) an article where a promising experimental strategy is design to evaluate developmental alterations implicated in neural and behavioral impairments in ASD; (3) a patent protecting the use of this research strategy; (4) preliminary results about molecular targets of RSV and VPA involved in the etiology of autism; and (5) a technical comment in a high impact article, showing that we are performing our work in the state of the art.

Autism spectrum disorder (ASD) is classified as a neurovelopmental disorder, presenting impairments in social communication and sociability, as well as stereotyped behavioral patterns. Although the etiology remains unknown, there is growing evidence suggesting a complex interplay between genetic and environmental risk factors during the gestational period. Many alterations are related to ASD, as multisensory alterations and recent data were pointing out the misbalance between excitation and inhibition, with high predominance in excitation compound, in cortical areas related to sensory processing. The valproic acid (VPA) exposure is an environmental risk to ASD and VPA is commonly used by our group to induce autistic-like behaviors in rodents. We previously showed that a prenatal subchronic treatment of the pregnant rats with resveratrol (RSV) prevented the social deficits induced by VPA in male offspring rats. The present work evaluated the influence of RSV and VPA interaction in the nest seeking behavior in 10 days old male rats and in the relative genic expression levels of synaptic proteins (Sinaptophysin) in excitatory (PSD95) and inhibitory synapses (Gephyrin) in amygdala region of 30 days old rats. We identified impairments in the number of correct choices to the nest in VPA group, which were in accordance to the literature data. Nevertheless, we showed, for the first time, that resveratrol were able to prevent these impairments In RSV+VPA group. Besides, the present work showed important significant alterations at the genic expression level of synaptic proteins related to excitatory and inhibitory synapses in the amygdala region, an important brain structure related to attachment behavior and altered in ASD. Therefore, these data highlights resveratrol as an important molecule for prevention of autistic-like sensory behaviors in the animal model of autism induced by prenatal exposure to VPA, as well as an important tool for seeking etiological targets and physiopathology studies in TEA.

Autism spectrum disorder (ASD) is classified as a neurovelopmental disorder, presenting impairments in social communication and sociability, as well as stereotyped behavioral patterns. Although the etiology remains unknown, there is growing evidence suggesting a complex interplay between genetic and environmental risk factors during the gestational period. Many alterations are related to ASD, as multisensory alterations and recent data were pointing out the misbalance between excitation and inhibition, with high predominance in excitation compound, in cortical areas related to sensory processing. The valproic acid (VPA) exposure is an environmental risk to ASD and VPA is commonly used by our group to induce autistic-like behaviors in rodents. We previously showed that a prenatal subchronic treatment of the pregnant rats with resveratrol (RSV) prevented the social deficits induced by VPA in male offspring rats. The present work evaluated the influence of RSV and VPA interaction in the nest seeking behavior in 10 days old male rats and in the relative genic expression levels of synaptic proteins (Sinaptophysin) in excitatory (PSD95) and inhibitory synapses (Gephyrin) in amygdala region of 30 days old rats. We identified impairments in the number of correct choices to the nest in VPA group, which were in accordance to the literature data. Nevertheless, we showed, for the first time, that resveratrol were able to prevent these impairments In RSV+VPA group. Besides, the present work showed important significant alterations at the genic expression level of synaptic proteins related to excitatory and inhibitory synapses in the amygdala region, an important brain structure related to attachment behavior and altered in ASD. Therefore, these data highlights resveratrol as an important molecule for prevention of autistic-like sensory behaviors in the animal model of autism induced by prenatal exposure to VPA, as well as an important tool for seeking etiological targets and physiopathology studies in TEA.