Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Farmacologia, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:13:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 328131.pdf: 1599325 bytes, checksum: f477729a91ecf1cf6286c8ffd300fd43 (MD5) Previous issue date: 2014 / O ritmo circadiano sincroniza as fases inativa e ativa do organismo com a luminosidade do ambiente em ciclos de 24 horas, sendo por isso considerado um dos fatores que modula a liberação de endocanabinoides em condições fisiológicas e de estresse que, por sua vez, estão envolvidos no processo de aprendizado e memória. A possível influência do ritmo circadiano sobre o papel dos receptores canabinoides do tipo 1 (CB1) na etapa de consolidação de uma memória aversiva permanece por ser estabelecida. Assim, investigou-se, inicialmente, o efeito do antagonismo de receptores CB1 com AM 251 (0,1-1,0 mg/kg) sobre a consolidação de uma memória de medo contextual em ratos Wistar machos, testados durante o período diurno (7-8 h) ou noturno (19-20 h). Animais tratados com AM 251 (0,3 e 1,0 mg/kg) após o condicionamento e testados de noite, mas não de dia, expressaram uma resposta de medo potencializada, generalizada e persistente. Considerando que a variação circadiana de glicocorticoides poderia explicar os resultados supracitados, a concentração plasmática de corticosterona foi quantificada ao longo do dia em animais com e sem condicionamento. Observou-se uma concentração plasmática de corticosterona maior no período noturno do que no diurno em animais não condicionados, sendo que houve aumento nos grupos condicionados em ambos os períodos investigados. A seguir, investigamos se a supressão do eixo hipófise-pituitária-adrenal com dexametasona (DEXA) durante a noite seria capaz de reproduzir os efeitos que o AM 251 induziu sobre a consolidação de uma memória contextual pela manhã. O pré-tratamento com 0,3 mg/kg de DEXA foi capaz de prevenir os efeitos do AM 251 (0,3 mg/kg) sobre a memória de medo contextual. Para substanciar tais resultados, administrou-se corticosterona (CORT) pela manhã na tentativa de replicar os efeitos induzidos pelo AM 251 durante a noite. O pré-tratamento com 1,0 mg/kg de CORT não foi capaz de fazer com que o AM 251 (0,3 mg/kg) induzisse efeitos significativos sobre a consolidação de memória de medo contextual. Com base nos resultados desses experimentos, pode-se concluir que o ritmo circadiano pode influenciar a transmissão endocanabinoide, modulando o papel dos receptores CB1 na consolidação de uma memória aversiva, e que a oscilação dos níveis de corticosterona ao longo do dia explica, ao menos em parte, tal efeito.<br> / Abstract : The circadian rhythm synchronizes the inactive and active phases of the organism with the brightness of the environment, in cycles of 24 hours, and is thus considered one of the factors that modulate the release of endocannabinoids under physiological and stress conditions that, in turn, are involved in learning and memory processing. The possible influence of circadian rhythm on the role of type 1 cannabinoid receptor (CB1) during the consolidation phase in an aversive memory remains to be established. Thus, we investigated the effect of the antagonism of CB1 receptors with AM 251 (0.1-1.0 mg/kg) on the consolidation of a contextual fear memory in male Wistar rats tested during the diurnal (7-8h) or nocturnal (19-20h) period. Animals treated with AM 251 (0.3 and 1.0 mg/kg) and tested after conditioning at night, but not during the day, expressed a potentiated long-term fear response, which was also generalized. Considering that the circadian variation of glucocorticoids could explain the above results, the plasma concentration of corticosterone was quantified in animals with and without conditioning, either during daytime or night. We observed a higher plasma concentration of corticosterone in nocturnal than diurnal period in unconditioned animals, and this concentration was increased after the conditioning in both periods. Next, we investigated whether the suppression of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis with dexamethasone (DEXA) during the night would be able to reproduce the lack of effects that AM 251 induced on the consolidation of a contextual memory during the morning. Pretreatment with 0.3 mg/kg DEXA was able to prevent the effects of AM 251 (0.3 mg/kg) on contextual fear memory. To substantiate these findings, we administered corticosterone (CORT) during the morning in an attempt to replicate the effects induced by AM 251 during the night. Pretreatment with 1.0 mg/kg CORT was unable to modify the effects of AM 251 (0.3 mg/kg) on consolidation of contextual fear memory. Based on these results, it can be concluded that the circadian rhythm may influence the endocannabinoid system activity, modulating the role of CB1 receptors in the consolidation of aversive memory, and that the fluctuation in corticosterone levels throughout the day might explain, at least in part, this effect .

[ES] El sistema de melanocortinas es un sistema hormonal crítico en la respuesta al estrés y el control del balance energético. Sus péptidos agonistas, las hormonas estimuladoras de los melanocitos (MSHs) y la hormona adrenocorticotropa (ACTH) están codificados en un precursor común denominado proopiomelanocortina (POMC). Sus efectos se medían a través de 5 receptores (MCRs) que exhiben farmacologías y dominios de expresión particulares. Los efectos de los agonistas son contrarrestados por la acción de dos antagonistas endógenos, la proteína de señalización agutí (ASIP) y la proteína relacionada con agutí (AGRP), que pueden actuar como agonistas inversos de los receptores activados constitutivamente. Para aumentar la complejidad del sistema hormonal existen dos proteínas accesorias de los receptores de melanocortinas (MRAPs) que interaccionan físicamente con los receptores para permitir (MC2R) o modular (MC1R, MC3R, MC4R, MC5R) la expresión funcional de los mismos. La MRAP1 es imprescindible para la migración a la membrana plasmática del MC2R mientras que la MRAP2 interactúa con el resto de receptores para modular su actividad. Experimentos anteriores demostraron que, en el pez cebra, uno de los dos parálogos de MRAP2 (MRAP2a) es capaz de interactuar con el MC4R, un receptor canónico de la MSH, transformándolo en un receptor de ACTH. Los experimentos recogidos en esta tesis doctoral demuestran que esta función se ha conservado evolutivamente y esta conservación evolutiva sugiere la existencia de un rol fisiológico para la interacción MRAP2-MC4R. Este rol puede estar relacionado con la trasmisión de información desde el eje hipotálamo-hipófisis-interrenal, que regula la respuesta al estrés hacia los sistemas centrales que controlan el balance energético. Además, proponemos que dicha interacción oferta un mecanismo molecular potencial para la explicación de los beneficios de la terapia con ACTH en el síndrome de espasmos infantiles. Nuestro segundo objetivo fue caracterizar molecularmente la interacción entre ambas proteínas (MRAP2 y MC4R) utilizando una estrategia de receptores quiméricos. Experimentos previos en nuestro laboratorio habían demostrado que la interacción MRAP2a-MC1R no provocaban una alteración farmacológica del receptor. Por tanto, nuestra estrategia fue sustituir diferentes dominios del MC4R por aquellos homólogos del MC1R esperando una pérdida de función, es decir una pérdida de la sensibilidad a ACTH inducida por la MRPA2a en el receptor quimérico. Una vez detectados estos dominios fundamentales optamos por la estrategia contraria, es decir, la substitución de dominios del MC1R por aquellos homólogos del MC4R esperando una ganancia de función. Los resultados demuestran que la substitución conjunta de los dominios transmembranales (TM) 3, 5 y 7 conjuntamente con el segundo y tercer giros extracelulares (ECL) del MC4R sobre el MC1R confiere sensibilidad a ACTH al receptor quimérico. Basándonos en los modelos estructurales de la interacción de diversos agonistas con el MC4R, nuestros resultados otorgan luz sobre la relación funcional entre la MRPA2a y el MC4R y permiten inferir modelos de interacción especulativos. Resultados transcriptómicos previos del grupo de investigación habían sugerido la participación del sistema de melanocortinas en la regulación del reloj circadiano, por tanto, nuestro siguiente objetivo fue demostrar esta interrelación. Para ello utilizamos el paradigma de la actividad locomotora circadiana habitualmente utilizada para el estudio de los ritmos circadianos. En primer lugar, y para poner a punto el sistema de registro de la actividad, estudiamos las diferencias de actividad locomotora entre grupos aislados de machos y hembras mostrando que bajo estas condiciones de aislamiento los ritmos de actividad locomotora son dependientes del sexo, además también demostramos que la administración oral de esteroides opuestos al sexo fenotípico, es decir estradiol en machos y 11-ceto-androstenediona (como precursor de la 11- cetotestosterona) en hembras, revertía parcialmente los efectos del sexo sobre el perfil locomotor. Finalmente quisimos estudiar la posible interacción del sistema de melanocortinas y la regulación del reloj circadiano demostrando que la sobreexpresión de antagonistas endógenos en modelos de transgénesis en el pez cebra modifica el patrón de actividad de los animales. Los animales transgénicos exhiben una mayor actividad significativa especialmente durante el periodo nocturno. Estos datos concuerdan con datos ya publicados por nuestro grupo de investigación donde se demuestra la ausencia de diferencias significativas en los niveles de melatonina entre el día y la noche en animales transgénicos. / [CA] El sistema de melanocortines és un sistema hormonal crític en la resposta a l’estrès i el control del balanç energètic. Els seus pèptids agonistes, les hormones estimuladores dels melanòcits (MSHs) i l’hormona adrenocorticotropa (ACTH) estan codificats en un precursor comú denominat proopiomelanocortina (POMC). Els seus efectes es mesuraven a través de 5 receptors (MCRs) que exhibeixen farmacologies i dominis d’expressió particulars. Els efectes dels agonistes són contrarestats per lacció de dos antagonistes endògens, la proteïna de senyalització agutí (ASIP) i la proteïna relacionada amb agutí (AGRP), que poden actuar com agonistes inversos dels receptors activats constitutivament. Per a augmentar la complexitat del sistema hormonal existeixen dos proteïnes accessòries dels receptors de melanocortines (MRAPs) que interaccionen físicament amb els receptors per a permetre (MC2R) o modular (MC1R, MC3R, MC4R, MC5R) l’expressió funcional dels receptors. La MRAP1 és imprescindible per la migració a la membrana plasmàtica del MC2R mentres que la MRAP2 interactúa amb la resta de receptors per a modular la seua activitat. Experiments anteriors van demostrar que, en el peix zebra, un dels dos paràlegs de MRAP2 (MRAP2a) és capaç d’interactuar amb el MC4R, un receptor canònic de la MSH, transformant-lo en un receptor d’ACTH. Els experiments recollits en aquesta tesis doctoral demostren que aquesta funció s’ha conservat evolutivament i aquesta conservació evolutiva suggereix l’existència d’un rol fisiològic per a la interacció MRAP2-MC4R. Aquest rol pot estar relacionat amb la transmissió d’informació des de l’eix hipotàlam-hipòfisis-interenal que regula la resposta a l’estrès cap als sistemes centrals que control·len el balanç energètic. A més a més, proposem que l’esmentada interacció oferta un mecanisme molecular potencial per l’explicació dels beneficis de la teràpia amb ACTH en síndrome d’espasmes infantils. El nostre segon objectiu fou caracteritzar molecularment la interacció entre ambdues proteïnes (MRPA2 y MC4R) utilitzant una estratègia de receptors quimèrics. Experiments previs al nostre laboratori havien demostrat que la interacció MRAP2a-MC1R no provocaven una alteració farmacològica del receptor. Per tant, la nostra estratègia fou substituir diferents dominis del MC4R per aquells homòlegs del MC1R esperant una pèrdua de funció, és dir una pèrdua de la sensibilitat a ACTH induïda per la MRPA2a en el receptor quimèric. Una vegada detectats aquests dominis fonamentals optem per l’estratègia contrària, és a dir, la substitució de dominis del MC1R per aquells homòlegs del MC4R esperant una ganància de funció. Els resultats demostren que la substitució conjunta dels dominis transmembranals (TM) 3, 5 i 7 conjuntament amb el segon i tercer girs extracelulars (ECL) del MC4R sobre el MC1R confereix sensibilitat a ACTH al receptor quimèric. Basant-nos en els models estructurals de la interacció de diversos agonistes amb el MC4R els nostres resultats atorguen llum sobre la relació funcional entre la MRPA2a i el MC4R i permiteixen inferir models d’interacció especulatius. Resultats transcriptòmics previs del grup d’investigació havien suggerit la participació del sistema de melanocortines en la regulació del rellotge circadià, per tant, el nostre següent objectiu fou demostrar aquesta interrelació. Per a això utilitzem el paradigma de l’activitat locomotora circadiana habitualment utilitzada per l’estudi dels ritmes circadians. En primer lloc, i per posar a punt el sistema de registre de l’activitat, estudiem les diferències d’activitat locomotora entre grups aïllats de mascles i femelles mostrant que baix aquestes condicions d’aïllament els ritmes d’activitat locomotora són dependents del sexe, a més a més també demostrem que l’administració oral de esteroïdes oposats al sexe fenotípic, és a dir estradiol en mascles i 11-ceto-androstenediona (com a precursor de la 11- cetotestosterona) en femelles, revertia parcialment els efectes del sexe sobre el perfil locomotor. Finalment vam voler estudiar la possible interacció del sistema de melanocortines i la regulació del rellotge circadià demostrant que la sobreexpressió d’antagonistes endògens en models de transgènesis en el peix zebra modifica el patró d’activitat dels animals. Els animals transgènics exhibeixen una major activitat significativa especialment durant el període nocturn. Aquestes dades concorden amb dades publicades anteriorment pel nostre grup d’investigació on es demostra l’absència de diferències significatives en els nivells de melatonina entre el dia i la nit en animals transgènics. / [EN] Melanocortin system is a key hormonal system in the regulation of stress response and the control of energy balance. Peptide agonist, the melaninstimulating hormones (MSHs) and adrenocorticotropic hormone (ACTH) are encoded in a common precursor named proopiomelancortin (POMC). Their effects are mediated through five receptors that exhibit different expression domains and pharmacological properties. Agonist effects are counterbalanced by the action of endogenous competitive antagonist, agouti-signalling protein (ASIP) and agoutirelated protein (AGRP) that can also work as inverse agonist at constitutive activated receptors. To increase the complexity of the hormonal system, two melanocortin receptor accessory proteins (MRAPs) physically interplay with the melanocortin receptors to allow (MC2R) or modulate (MC1R, MC3R, MC4R, and MC5R) the functional expression of the receptors. MRAP1 is critical for the MC2R traffic to the plasma membrane whereas MRAP2 interacts with the remaining receptors to modulate their activity. Our previous experiments demonstrated that, in the zebrafish, one of the two MRAP2 paralogues (MRAP2a) is able to physically interact with the MC4R, a canonical MSH receptor, to become an ACTH receptor. Experiments in the doctoral thesis demonstrate that this function is conserved and this evolutionary conservation suggests a physiological role for the MC4R-MRAP2 interaction. This role can be related to the information relay from the hypothalamic-pituitaryinterrenal axis, that regulates the stress response, to the central systems that controls energy balance. In addition, we propose that this interaction can be the molecular substrate explaining the ACTH therapy of the infantile spasm syndrome in humans. One second objective was to molecularly characterize the interaction between both proteins (MC4R and MRAP2a) using a receptor quimeras strategy. Previous experiments in our lab demonstrated that the interaction of MRAP2a with MC1R cannot modify the pharmacological profile of the receptor. Therefore, our strategy was to exchange different receptor domains of the MC4R with those homologues in the MC1R looking for a loss of function, i.e. a loss of the MRAP2ainduced ACTH sensitivity. Once characterized the main domains responsible for a loss of function in the MC4R quimeras, we follow the opposite strategy, i.e. exchange the critical domains of MC4R into MC1R waiting for a gain of function in the new MC1R quimeras. Our results demonstrate that integrated substitution of the transmembrane domains (TM) 3, 5, and 7 together with the external loops (ECL) 2 and 3 provides ACTH sensitivity to the new MC1R quimeras. Following several structural models of the interaction between different agonists with the melanocortin receptors, our results provides some light on the functional relationship between MRAP2a and MC4R and allow to infer some interactive and speculative models. Previous transcriptomic results in the research group suggested the involvement of the melanocortin system in the regulation of circadian clock, therefore, our following objective was to demonstrate this interaction. To that, we use the circadian locomotor activity paradigm usually utilized for the study of circadian rhythms. First and with the aim to set up the recording systems we studied the potential differences between the locomotor activity patterns between isolated groups of males and females showing that under these conditions of grouped-sex isolation the locomotor activity is sex-dependent, moreover we also demonstrate that the oral administration of opposed sex steroids to the phenotypic sex, i.e. 17-estradiol to males and 11-ketoandrostenedione (as 11-keto-testosterone precursor) to females was able to revert the sex effects on locomotor pattern. Finally, we wanted to study the potential interaction of the melanocortin system and the regulation of circadian clock using the previous setup thus demonstrating that the overexpression of ASIP in transgenic models modifies the locomotor activity. The transgenic animals exhibit higher global activity specially during the nocturnal period. These data are in well-agreement with those previously reported by our research group showing the absence of significant differences between brain melatonin levels during the light and dark period of the photoperiod in transgenic animals. / La presente Tesis Doctoral llevada a cabo en el Departamento de Fisiología de peces y biotecnología del Instituto de Acuicultura Torre de la Sal (IATS) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC); se realizó con la ayuda del apoyo económico del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad. Lucía Soletto Esteban ha sido beneficiaria de un contrato de Formación de Personal Investigador (FPI) ( BES-2014-070372) para la realización del proyecto “Estudios de estructura-actividad de la interacción entre el receptor de melanocortinas tipo 4 (MC4R) y las proteínas accesorias de los receptores de melanocortinas (MRAPs) e implicación de las melanocortinas en la regulación de los ritmos circadianos de actividad” (AGL2013-46448-C3-3-R). Parte de la financiación ha sido obtenida de proyectos de investigación entre los cuales destaca: “Implicación del sistema de melanocortinas en la regulación de los mecanismos temporales y conductuales de peces” (MELANOCONDUCT) (AGL2016-74857-C3-3-R) Proyectos I+D+I, RETOS. Parte del trabajo experimental fue realizado en colaboración con el Prof. Nicholas S. Foulkes, del Instituto de Toxicología y Genética (ITG) del Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT) de Alemania. Los fondos económicos para la realización de esta estancia breve de investigación fueron proporcionados por el Ministerio de Economía, Industria y Competitividad (EEBB-I-16-11803). / Soletto Esteban, L. (2020). Estudios de estructura-actividad de la interacción entre el receptor de melanocortinas tipo 4 (MC4R) y las proteínas accesorias de los receptores de melanocortinas (MRAPs) e implicación de las melanocortinas en la regulación de los ritmos circadianos de actividad [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/152296

Made available in DSpace on 2016-03-22T17:27:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissert MALAM.pdf: 423379 bytes, checksum: 3a59b70e24a27c73332cb3bcd6451cd2 (MD5) Previous issue date: 2007-12-03 / Objective: To analyze circadian typology (diurnal preference) and gender differences in a university student population from Southern Brazil. Methods: Seven hundred and thirty six university student volunteers, with an age range 17- 49 yr, filled the Brazilian version of the Chronotype Questionnaire (CQ), the portuguese translation of the Horne and Östberg s Morningness-Eveningness Questionnaire (MEQ). Central and dispersion tendencies measures and CQ scores distribution curve (Kolmogorov-Smirnov) were calculated according to gender (Student t), age, birth season, and daylight-saving time discomfort (quisquare), with significance level of p<0.05. Results: Six hundred and fourty eight individuals (36% men; 64% women) were included in this study, with 12% of losses due to incorrect questionnaires. CQ score distribution was correlated to the normal curve (range=18-77; mean=46.6; s.d.=10.8). In this sample, 32% were evening-types; 54% were intermediate-types, and 14% were morning-types. CQ means were significatively different (p=0.003) when males (44.9±10.8) were compared to females (47.5±10.7), and 70% of those born during spring and summer were evening-types (p=0.015).There was no gender-by-season association. Conclusions: Men, and Individuals born in spring-summer, presented eveningness preference, without gender-birth season interaction. Our results are also in agreement with studies performed in the Northern Hemisphere, which showed an association between birth season and diurnal preference / Objetivo: Investigar a tipologia circadiana e diferenças de gênero em universitários do sul do Brasil. Métodos: Voluntários (736) de 17-49 anos preencheram a versão brasileira do Questionário de Cronotipo (QC), tradução do Morningness-Eveningness Questionnaire (MEQ) de Horne e Östberg. Medidas de tendência central e dispersão e curva de distribuição dos escores do QC (Kolmogorov-Smirnov) foram calculadas de acordo com o gênero (t de Student), idade, estação de nascimento e desconforto com o horário de verão (quiquadrado), com significância estatística de p<0,05. Resultados: Foram incluídos 648 indivíduos (36% homens; 64% mulheres), com perdas de 12% por questionários incorretos. A distribuição dos escores do QC evidenciou uma curva normal (amplitude=18-77; média=46,6; desvio-padrão=10,8). Nesta amostra, 32% foram vespertinos, 54% intermediários e 14% matutinos. As médias do QC foram significativamente diferentes (p=0,003): homens (44,9±10,8) comparados com mulheres (47,5±10,7) e 70% dos que nasceram na primavera e verão foram vespertinos (p=0,015), sem associação gênero-estação do ano. Conclusão: Homens e nascidos na primavera-verão evidenciaram preferência pela vespertinidade, não havendo diferença de gênero com relação à estação de nascimento. Nossos resultados estão de acordo com estudos realizados no hemisfério norte que mostraram, também, uma associação entre a estação de nascimento e a preferência diurna

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:55:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340506.pdf: 7060014 bytes, checksum: 5def456b81bf4cf51a73e82062478cdd (MD5) Previous issue date: 2015 / Nesta dissertação, propomos um estudo comparativo da dinâmica e da robustez entre redes de regulação gênica capazes de gerar e manter oscilações com o período próximo de 24 horas - razão pela qual são chamadas de ciclos circadianos.O objetivo é investigar quais mecanismos biológicos estão associados a comportamentos oscilatórios mais robustos e que outras dinâmicas tais redes exibem quando sofrem alterações em seus parâmetros.Existentes na maior parte dos organismos - desde arquebactérias até nós, seres humanos - os ciclos circadianos têm a função de um relógio interno à célula, que os utiliza para antever as mudanças em seu ambiente externo decorrentes dos ciclos de noite e dia e controlar seu comportamento de acordo. Apesar de poder ser reprogramado por meio de informações provenientes do meio externo - como a luz, por exemplo - esse relógio opera de forma autônoma, graças a duas características essenciais: um laço de realimentação negativa em seu controle e um atraso nele embutido. Selecionamos redes estruturalmente diferentes que apresentam ambas essas particularidades e construímos seus modelos de simulação estocástica. De forma concomitante, definimos um modelo booleano para representar com um nível maior de abstração o comportamento esperado, i.e., os ciclos circadianos.Por meio de análise numérica dos modelos estocásticos, buscamos configurações paramétricas para as quais seu comportamento é próximo daquele esperado. Para os casos em que fomos bem sucedidos nesse processo de busca, guiado pelos métodos aqui propostos, utilizamos os valores encontrados como referência e, em torno deles, variamos cada parâmetro individualmente. As variações para as quais os modelos apresentaram dinâmicas não oscilatórias - dinâmicas estas que também podem ser capturadas por modelos booleanos - fornecem um indício de como interferir no funcionamento normal dos relógios circadianos.Por fim, da análise como um todo, observamos que os modelos das redes constituídas por um par de genes ativador-repressor apresentam um comportamento mais próximo de um relógio circadiano e que suas oscilações são mais robustas às variações impostas, se comparadas àquelas formadas por um único gene que se autorreprime; ademais, a presença de um laço de realimentação que requer a formação de complexos entre as proteínas reguladas também contribui neste sentido.<br> / Abstract: In this thesis, we propose a comparative study of the dynamics and robustness among gene regulatory networks that are capable of generating and maintaining oscillations with a period close to 24 hours - hence them being called circadian cycles.The objective is to investigate which biological mechanisms are associated with more robust oscillatory behaviors, and which other dynamics such networks exhibit in face of parametric variations. Present in most organisms - from archaebacteria to us, human beings - circadian cycles have the role of a clock within the cell, which uses them to anticipate changes in its external environment due to day and night cycles and to control its behavior accordingly. Although it can be reprogrammed by means of information coming from the environment - as light, for instance -this clock operates autonomously, driven by two main characteristics: a negative feedback loop in its control, and a delay incorporated to it. We select networks that possess both of these characteristics but are structurally different, and build their stochastic simulation models. Concomitantly, we define a boolean model to represent in a higher abstraction level the expected behavior, i.e., the circadian cycles. Through a numerical analysis of the stochastic models, we seek parametric configurations for which their behavior is close to the expected one. For those cases in which we are successful in this search - guided by the methods proposed here - we utilize the obtained values as references and, in their vicinity, vary each parameter individually. The variations for which the models present non-oscillatory dynamics - also suitable to be represented by boolean models - indicate how to interfere in the normal operation of circadian clocks.Finally, from the overall analysis, we observe that the models of networks comprised of a pair of activating-repressing genes present a behavior closer to a circadian clock, and that their oscillations are more robust to the imposed variations, when compared to those formed by a single self-repressing gene; furthermore, the presence of a feedback loop that requires the formation of complexes among the regulated proteins also contributes in that direction.

Resumo: A depressão está associada com alterações dos ritmos circadianos e condições de iluminação constante promovem expressão de comportamento depressivo em roedores. Ratos mantidos em escuro constante expressam o período circadiano endógeno enquanto que a maior parte dos animais sob luz constante perde o ritmo circadiano da atividade locomotora. Exposição ao claro constante durante a lactação previne esta perda da ritimicidade no adulto. Portanto, o objetivo deste trabalho foi verificar se a exposição à luz constante durante a lactação poderia previnir a anedonia induzida por luz constante no adulto. Em um primeiro experimento, a anedonia induzida pelo claro constante foi replicada em ratos adultos machos e verificamos que o tratamento com imipramina na água de beber reverte esta condição. Em um segundo xperimento, ratos durante a lactação foram mantidos em escuro constante (neonatal-EE), claro constante (neonatal-CC) ou em ciclo claro/escuro habitual (neonatal-CE). Após a exposição ao claro constante na vida adulta, o grupo neonatal-CC não reduziu a preferência por sacarose e apresentou maior atividade locomotora que os outros grupos. O grupo neonatal-EE reduziu a preferência por sacarose antes que o grupo controle e apresentou aumento da corticosterona plasmática. Prevenção da perda da ritmicid de circadiana pode ter protegido os animais do grupo neonatal-CC da anedonia induzida pelo claro constante no dulto, enquanto que o grupo neonatal-EE foi mais suscetível a apresentar comportamento depressivo. Estes resultados sugerem que alterações dos ritmos circadianos podem ser um dos fatores predisponentes dadepressão e que o estresse neonatal pode modular a responsividade ao estrese na vida ad lta.

Orientadora : Profa. Dra. Maria A.B.F.Vital / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Farmacologia. Defesa: Curitiba, 27/03/2017 / Inclui referências : f. 59-65 / Resumo: A doença de Parkinson (DP) é uma desordem neurodegenerativa mais conhecida como uma doença motora, a DP é caracterizada pela degeneração progressiva de neurônios dopaminérgicos na substância negra parte compacta (SNpc) e consequente redução do conteúdo de dopamina (DA) no estriado. Entretanto, a neurodegeneração também causa sintomas não-motores, como alterações do ciclo sono-vigília e depressão, frequentemente relatados por pacientes com DP. Sabe-se que modelos animais da DP induzidos por toxinas podem induzir alterações dos ritmos circadianos e comportamento tipo-depressivo. Primeiro investigamos as possíveis perturbações nos ritmos circadianos da atividade locomotora em um modelo 6-hidroxidopamina (6-OHDA) intranigral da DP. Ratos apresentaram prejuízo na robustez do ritmo e acrofase na primeira semana após a infusão da toxina, e um decréscimo da amplitude do ritmo na semana 3 pós-lesão. Então, testamos a hipótese de que a agomelatina, um antidepressivo com propriedades melatonérgicas e potencial de ressincronização de ritmos, poderia prevenir as alterações rítmicas observadas no modelo da 6-OHDA. A agomelatina é um agonista de receptores melatonérgicos MT1/MT2 e antagonista de receptores serotonérgicos 5-HT2c que representa uma abordagem inovadora para o tratamento da depressão. Porém, a agomelatina (50 mg/kg) administrada por 22 dias em ratos, piorou a robustez do ritmo e não induziu mudanças significativas nos outros parâmetros circadianos em ambos os grupos Sham e 6-OHDA que receberam o tratamento. Por fim, examinamos os efeitos da agomelatina em ratos infundidos com 6-OHDA intranigral no comportamento tipo-depressivo avaliado pelo teste de preferência por sacarose. Os animais lesados com 6-OHDA mostraram uma queda na preferência por sacarose, entretanto, a agomelatina não foi capaz de eliciar alterações significativas. Portanto, o grupo 6-OHDA tratado com agomelatina teve uma preferência por sacarose similar em comparação com o grupo 6-OHDA que recebeu veículo. Nossos resultados indicam que a agomelatina causou prejuízo nos ritmos circadianos da atividade locomotora e não diminuiu o comportamento tipo-depressivo de ratos no modelo de DP induzido por 6-OHDA intranigral. Palavras-chave: Parkinson; Ritmos Circadianos; Atividade Locomotora; 6-OHDA; Agomelatina; Depressão. / Abstract: Parkinson's disease (PD) is a neurodegenerative disorder mainly considered as a motor disorder, PD is characterized by the progressive degeneration of dopaminergic neurons in the substantia nigra pars compacta (SNpc) and consequent reduction in dopamine (DA) content in striatum. However, the neurodegeneration also causes a set of non-motor symptoms that are frequently reported by PD patients, such as sleep-circadian rhythm alterations and depression. It is known that toxin-based animal models of PD can induce circadian rhythms alterations and depressive-like behavior. We first investigated the possible disturbances on circadian rhythms of locomotor activity in a 6-hydroxydopamine (6-OHDA) intranigral rat model of DP. Rats showed an impairment in the robustness of the rhythm and acrophase on the first week after the toxin infusion, and a decrease in rhythm amplitude in week 3 following the lesion. Then we hypothesized agomelatine, an antidepressant with melatoninergic properties and potential to resynchronize disturbed rhythms, could prevent the observed rhythm alterations in the 6-OHDA model. Agomelatine is a melatonin MT1/MT2 receptor agonist and a serotonin 5-HT2c receptor antagonist that represents an innovative approach to treating depression. However, agomelatine (50mg/kg) administrated for 22 days in rats worsened the rhythm robustness and did not induce significant changes in the other circadian parameters in both Sham and 6-OHDA groups that received the treatment. Finally, we examined the effects of agomelatine in rats infused with 6-OHDA intranigral on depressive-like behavior evaluated by the sucrose preference test. The animals lesioned with 6-OHDA showed a decrease in sucrose preference, however, agomelatine was not capable of elicit significant alterations. Thus, the group infused with 6-OHDA and treated with agomelatine had a similar sucrose preference in comparison with the group infused with 6-OHDA that receive vehicle. Our findings indicate that agomelatine worsened circadian locomotor rhythm and was not able to reverse the depressive-like behavior of rats in the PD model induced by 6-OHDA intranigral. Key-words: Parkinson; Circadian Rhythm; Locomotor Activity; 6-OHDA; Agomelatine; Depression.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-07-25T22:06:09Z No. of bitstreams: 1 KeziaKatianeMedeirosDaSilva_DISSERT.pdf: 1173284 bytes, checksum: 433a16c275b5eac21a17c84bd99d03f9 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-08-03T21:15:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 KeziaKatianeMedeirosDaSilva_DISSERT.pdf: 1173284 bytes, checksum: 433a16c275b5eac21a17c84bd99d03f9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-03T21:15:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KeziaKatianeMedeirosDaSilva_DISSERT.pdf: 1173284 bytes, checksum: 433a16c275b5eac21a17c84bd99d03f9 (MD5) Previous issue date: 2016-01-26 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Objetivou-se analisar a caracter?sticas do padr?o de sono e qualidade do sono de enfermeiros que trabalham nos turnos diurno e noturno. Trata-se de um estudo com abordagem quantitativa, de corte transversal, descritivo. O estudo foi desenvolvido no Hospital Universit?rio do Rio Grande do Norte. Os dados foram coletados em sua totalidade no per?odo de janeiro a setembro de 2015, mediante os instrumentos: ?ndice de qualidade de sono de Pittsburgh para avaliar o padr?o de sono e o Di?rio de sono para avaliar o ciclo vig?lia-sono. Ap?s serem codificados e tabulados, foram analisados por meio do programa SPSS vers?o 20.0. O Estudo foi aprovado pelo Comit? de ?tica em Pesquisas da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, sob parecer n? 751.567. Para a descri??o das vari?veis cont?nuas foram utilizadas medidas de posi??o (m?dia e mediana), dispers?o (desvio padr?o), medidas de associa??o (teste qui-quadrado ou de exato de Fisher) e correla??o (teste de Correla??o de Spearmann), para um n?vel de signific?ncia de 0,05. O perfil sociodemogr?fico da amostra mostrou um total de (n=104) participantes, distribu?do no turno diurno 64 e no turno noturno 40, caracterizada por (90,4%) serem do sexo feminino, com faixa et?ria entre 24 a 45 anos correspondendo a 73% da amostra. Verificou-se a presen?a de diferen?a estatisticamente significativa, para as vari?veis: laborais e h?bitos de vida (setor hospitalar e ambulatorial (p=0,003), possuir mais de um trabalho (p=0,002), usar bebida estimulante (p=0,021); Padr?o de Sono: tempo de cochilo p=0,003, lat?ncia do sono p=0,013), tempo total de sono (p=0,001), como se sentiu ao acordar (p=0,017), qualidade do sono noturno (p=0,001) e qualidade do sono (p=0,007) quando comparados entre os turnos diurno e o turno noturno. Concluiu-se que o trabalho em turnos alterou o padr?o e a qualidade do sono dos enfermeiros dos per?odos diurno e noturno. / This study aimed to analyze the pattern characteristics of sleep and sleep quality of nurses who worked day and night shifts. This is a study with a quantitative approach, cross-sectional, descriptive. The study was conducted at the University Hospital of Rio Grande do Norte. Data were collected in full in the period from January to September 2015, through the instruments: Pittsburgh Sleep Quality Index and Sleep Diary. Subjects were interviewed according to their work shift, day or night, during the working hours of the nursing team. After being coded and tabulated, data were analyzed using SPSS version 20.0. The study was approved by the Research Ethics Committee of the Federal University of Rio Grande do Norte, in the Opinion No. 751 567. For a description of continuous variables were used position measurements (mean and median), dispersion (standard deviation) and correlation (Spearman correlation test), to a 0.05 significance level. The socio-demographic profile of the sample showed a total of n = 104 participants, distributed in: 64 on day shift and night shift 40; wherein 90.4% are female, aged between 24-45 years, corresponding to 73% of the sample. There was the presence of statistically significant differences for the variables: employment and living habits (inpatient and outpatient sector (p = 0.003), have more than one job (p = 0.002), use cordial (p = 0.021); Sleep pattern: nap time (p = 0.003), sleep latency (p = 0.013), total sleep time (p = 0.001), how it felt to wake up (p = 0.017), quality of nighttime sleep (p = 0.001) and sleep quality (p = 0.007) compared between the day shift and the night shift. It was concluded that shift work has changed the pattern and sleep quality of nurses working day and night shifts.

Submitted by Daniella Sodre (daniella.sodre@ufpe.br) on 2015-04-08T17:50:36Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Julliet Araújo de Souza.pdf: 730199 bytes, checksum: a61e60685aaf657487c13c136afeeba5 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-08T17:50:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Julliet Araújo de Souza.pdf: 730199 bytes, checksum: a61e60685aaf657487c13c136afeeba5 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014 / Os seres vivos apresentam ritmicidade circadiana em vários processos biológicos como a atividade locomotora e o comportamento alimentar. Perturbações da ritmicidade estão associadas ao desenvolvimento de doenças metabólicas. A desnutrição proteica perinatal pode afetar o sistema circadiano durante o seu desenvolvimento com consequências tardias permanentes. Animais submetidos a esse modelo de desnutrição apresentam alterações no padrão circadiano de componentes moleculares necessários à geração dos ritmos. Essas modificações têm sido associadas com fenótipos anormais do comportamento alimentar. O presente estudo teve como objetivo determinar os efeitos da desnutrição proteica perinatal sobre o perfil circadiano da imunorreatividade da proteína relógio PERIOD 1 nos núcleos supraquiasmático (NSQ) e arqueado (ARC). Ratos Wistar albinos foram obtidos no Departamento de Nutrição da Universidade Federal de Pernambuco. Após acasalamento e detecção da prenhez as mães foram alimentadas com dieta hipoproteica (proteína 8%) ou normoproteica (proteína 17%) durante toda a gestação e lactação. O ajuste das ninhadas foi realizado um dia após o nascimento de maneira que apenas machos participaram neste estudo. Do 21º dia, após o desmame, os animais permaneceram juntos até o 28º dia, quando foram separados em gaiolas individuais para a posterior avaliação da ingestão alimentar circadiana, no 35º dia, e análise da imunorreatividade da PERIOD 1 nos núcleos supraquiasmático e arqueado, no 38º dia. A desnutrição promoveu hiperfagia na fase escura sem alterar o padrão circadiano de ingestão alimentar (8h: Controles 3,8±0,5 g/g x100, n=9 vs Desnutridos 4,8±0,6 g/g x100, n=9, p<0,0001; 16:00: Controles 2,8±0,6 g/g x100, n=9 vs Desnutridos 3,8±0,4 g/g x100, n=9, p<0,05). Por outro lado, houve menor imunodetecção da PERIOD 1 no núcleo arqueado às 00h e 20h em animais desnutridos quando comparados aos controles (0h: Controles 616,1±3,4, n=6 vs Desnutridos 214,2±66,4, n=4, p<0,001; 20h: Controles 525,8±24,7, n=6, vs Desnutridos 341,6±46,4, n=4, p<0,001). Esses achados sugerem que a PERIOD 1 do relógio central do NSQ é menos vulnerável às manipulações nutricionais no início da vida quando comparado a outras regiões extra-NSQ, como o núcleo arqueado. Palavras-chave: Núcleo Supraquiasmático, PERIOD 1, Ritmos Circadianos, Desnutrição Proteica Perinatal.

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Submitted by GABRIELA MELLONI ZUCULO null (gabriela.zuculo@gmail.com) on 2016-05-11T20:23:14Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO DEFESA GABRIELA ZUCULO PRONTO.pdf: 2423369 bytes, checksum: 1518ae3189c9a9ce35d3608fa0a5a980 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-05-13T16:28:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 zuculo_gm_me_mar.pdf: 2423369 bytes, checksum: 1518ae3189c9a9ce35d3608fa0a5a980 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-13T16:28:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 zuculo_gm_me_mar.pdf: 2423369 bytes, checksum: 1518ae3189c9a9ce35d3608fa0a5a980 (MD5) Previous issue date: 2016-04-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As características comuns ao quadro do Transtorno do Espectro do Autismo (TEA) destacadas pelo DSM-5 são: déficit de comunicação, dificuldade em fazer amizades ou se relacionar, dependência de rotina, resistência a mudanças e obsessão por itens inapropriados. Tais comportamentos podem ser observados desde a infância, porém com variações em cada indivíduo, o que levou o TEA a ser considerado um “continuum” que varia de menos comprometido (leve) a muito comprometido (grave). Dentre a complexa sintomatologia do TEA nos diferentes graus destaca-se a alta prevalência de distúrbios de sono, com influência negativa nas alterações comportamentais, instabilidade de humor, déficits nas funções neurocognitivas, incluindo memória, atenção, criatividade verbal, flexibilidade cognitiva e raciocínio abstrato. Como possível causa dos distúrbios de sono nessa população, está o déficit na produção de melatonina, hormônio que tem dentre suas funções a modulação da qualidade do sono. Com o intuito de fornecer dados para futuros tratamentos visando à melhora da qualidade de vida de indivíduos com TEA, esse estudo teve como objetivo investigar parâmetros de ritmo sono-vigília, aspectos comportamentais e de fluência verbal, antes e após o uso de melatonina exógena em indivíduos com TEA leve. Indivíduos com TEA leve de ambos os gêneros, de 7 a 18 anos, foram avaliados por meio da Escala de sono para crianças (EDSC), actigrafia, Child Behavior Checklist (CBCL) e Teste de fluência verbal fonêmica antes e após o uso oral de melatonina (3mg). A análise estatística descritiva foi feita a partir da média e erro padrão da média ou do percentual nos diferentes parâmetros e a análise estatística inferencial foi feita a partir do teste Anova com o teste de Tukey (pós-teste) e o teste de correlação de Spearman. Os resultados mostraram que 55,5% dos participantes com TEA leve apresentam indicativo de ao menos um distúrbio de sono, sendo os maiores percentuais encontrados em distúrbios de hiperidrose de sono, distúrbios respiratórios de sono e distúrbios de início e manutenção de sono. O grupo que recebeu melatonina apresentou os menores percentuais de distúrbios de sono com exceção do distúrbio de hiperidrose do sono. A análise da actigrafia mostrou que: o grupo TEA leve melatonina apresentou maior tempo total de sono em comparação aos outros grupos. Houve divergência sobre o ritmo atividade-repouso entre os parâmetros de fragmentação e amplitude do ritmo, sendo encontrado que o grupo TEA leve melatonina apresentou: ritmo menos fragmentado segundo o Aczcm e o IVm; e maior amplitude de ritmo segundo RAd e menor amplitude de ritmo segundo Sumpim. Os resultados do inventário de comportamento indicaram que as crianças com TEA leve apresentam os maiores escores classificados como clínico em problemas de pensamento, ansiedade, retraimento, comportamentos internalizantes e comportamentos externalizantes. O grupo que recebeu melatonina apresentou menores percentuais de escores classificados como clínico pelo inventário CBCL. A média de acertos no teste de fluência verbal fonêmica no grupo TEA leve foi de 13,9 ± 1,6. Quando separado por letras, o resultado foi P= 5,4 ± 0,7, T= 4,3 ± 0,5, L= 4,6 ± 0,6. Houve correlação entre os distúrbios totais de sono e os problemas somáticos de comportamento apresentados pelo grupo TEA leve. Estes dados mostram que crianças com TEA leve apresentam alta incidência de distúrbios de sono assim como no TEA sem especificação de grau, porém em menor escala. Estes distúrbios afetam aspectos comportamentais destas crianças e o tratamento com melatonina pode levar a melhora deste quadro. A fluência verbal de crianças com TEA grau leve é similar a de crianças com desenvolvimento típico. / The features common to the ASD highlighted by the DSM-5 are: communication deficit, difficulty making friends or relating, routine dependence, resistance to change, inappropriate items obsession. Such behavior can be verified since childhood, but with individual variations, which led the ASD to be considered as a "continuum" ranging from less committed (mild) to very committed (serious). Among the complex symptoms of ASD there is the high prevalence of sleep disorders, with a negative influence on behavioral changes, mood instability, deficits in neurocognitive functions including memory, attention, verbal creativity, cognitive flexibility and abstract reasoning. As a possible cause of sleep disorders in this population is the deficit of the melatonin production, hormone that modulates the sleep quality. In order to collaborate with future treatments that improving the life quality of ASD individuals, this study aimed to investigate parameters of sleep wake rhythm, behavior and verbal fluency before and after exogenous melatonin use in mild ASD individuals. For this, mild ASD individuals of both genders, 7-18 years were assessed by Sleep Disturbance Scale for Children (SDSC), actigraphy, Child Behavior Checklist (CBCL) and phonemic verbal fluency test before and after oral melatonin (3 mg). Descriptive statistical analysis was analyzed by mean and standard error or by percentage of the different parameters and inferential statistical analysis was performed by ANOVA with Tukey test (post-test) and Spearman correlation test. The results showed that 55,5% of mild ASD participants showed at least one sleep disorder, with the highest percentages found in sleep hyperhidrosis, sleep-breathing disorders and disorders of initiating and maintaining sleep. The group receiving melatonin had the lowest percentage of sleep disorders with the exception of sleep hyperhidrosis disorder. The actigraphy showed that: the mild ASD melatonin group showed higher total time of sleep than other groups. There was disagreement about between fragmentation parameters and amplitude of the activity-rest rhythm, since was found that the group of mild ASD melatonin showed: less fragmented rhythm according to Aczcm and IVm; and greater amplitude following Rad and lower amplitude rhythm following Sumpim. The results of behavior indicated that children with mild ASD have the high scores classified as clinical problems in thinking, anxiety, withdrawal, internalizing behaviors and externalizing behaviors. The group receiving melatonin had lower percentages of scores classified as clinical CBCL inventory. The mean score on the verbal fluency test in the group of mild ASD was 13,9 ± 1,6. When separated by letter, the result was P= 5,4 ± 0,7, T= 4,3 ± 0,5, L= 4,6 ± 0,6. There was a correlation between total sleep disorders and somatic behavior problems presented by mild ASD group. These data show that children with mild ASD have a high incidence of sleep disorders as well as in the ASD level without specification, but to a lesser extent. These disorders affect behavioral aspects of these children and the treatment with melatonin can improve of the clinical condition. Verbal fluency of children with ASD mild is similar to typically developing children.