Produtos naturais derivados de planta têm contribuído enormemente para o desenvolvimento de drogas terapêuticas. Poligodial e drimanial são sesquiterpenos isolados da casca de Drymis winteri (Winteraceae), que apresenta propriedades antinociceptivas. O glutamato periférico possui ações nociceptivas; assim, neste estudo investigamos os efeitos destes compostos em vários parâmetros do sistema glutamatérgico de cérebro de ratos e camundongos. O poligodial, in vitro, inibiu significativamente a união do glutamato aos seus receptores, a captação de glutamato em céluas de astrocitos, assim como a captação de glutamato por fatias de córtex, hipocampo e estriado de cérebro de ratos, e estimulou a liberação de glutamato em preparações de sinaptossomas.O drimanial, in vitro, inibiu significativamente a união do glutamato aos seus receptores, a captação de glutamato em células de astrocitos e em preparações de vesículas sinápticas, assim como a captação de glutamato por fatias de córtex, hipocampo e estriado de cérebro de ratos, e estimulou a liberação de glutamato em preparações de sinaptossomas. Quando efetuamos experimentos, in vivo, em camundongos injetados i.p., observamos que a captação de glutamato por fatias de hipocampo e estriado foi inibida por ambos (poligodial e drimanial) enquanto em fatias de córtex não tiveram efeito. Estes resultados demonstram que há uma possibilidade destes dois compostos aumentarem as concentrações extracelulares de glutamato, apontando para um possível efeito neurotóxico, o que sugere cautela com suas utilizações terapêuticas. / Natural products including those derived from plants, have over the years greatly contributed to the development of therapeutic drugs. Polygodial and drimanial are sesquiterpenes isolated from the bark of the plant Drymis Winteri (Winteraceae) that exhibit antinociceptive properties. Since peripheral glutamate presents nociceptive actions, in this study it was investigated the effects of these compounds on the glutamatergic system in rat brain and mice. Polygodial in vitro inhibited glutamate binding, glutamate uptake by astrocytes, as well as by cortical, hippocampal and striatal slices, and increased synaptosomal glutamate release. The drimanial in vitro inhibited glutamate binding, glutamate uptake by astrocytes, synaptic vesicles, as well as by cortical, hippocampal and striatal slices, and increased synaptosomal glutamate release.When injected intraperitoneally in adult male mice, we observed that both polygodial and drimanial inhibited the glutamate uptake in slices from hippocampus and striatum, and did not affects glutamate uptake by cortical slices. These concurrent effects would predispose to an increase in the extracellular glutamate concentrations, leading to possible neurotoxic effects (excitotoxicity) of these natural compounds, which would suggest the need for some caution in their therapeutic application.

O receptor da capsaicina TRPV1 (transient receptor potential channel – vanilloid 1) é um canal de cátions não-seletivo que promove o influxo de cálcio em neurônios, quando ativado por estímulos nocivos. O caracol terrestre Megalobulimus abbreviatus apresenta comportamento aversivo, elevando seu complexo cabeça-pé quando colocado sobre substratos nocivos, e serve como um modelo simples e útil em experimentos de nocicepção. O objetivo deste estudo foi medir a resposta nociceptiva (latência aversiva) do M. abbreviatus após exposição à capsaicina tópica (soluções aquosas a 0,1% e 0,5%), e compará-la àquelas obtidas em um modelo prévio de estímulo térmico nocivo (50oC). Foi também testado se o vermelho de rutênio (doses de 3 mg/kg e 6 mg/kg, 5 min antes da exposição) e a capsazepina (doses de 1 mg/kg e 3 mg/kg, 5 min antes da exposição), respectivamente antagonistas inespecífico e específico do receptor vanilóide 1, poderiam modificar tanto as respostas evocadas pela capsaicina quanto aquelas obtidas com estímulo térmico aversivo.Finalmente, os animais foram injetados com salina, morfina (20 mg/kg), naloxone (5 mg/kg) ou morfina mais naloxone, 15 min antes da exposição à capsaicina 0.5%. As latências foram medidas quando o animal elevava seu complexo cabeça-pé a 1 cm do substrato. Os dados foram comparados por análise de variância de uma via (ANOVA) e teste post hoc de mínima diferença significativa (LSD), e por teste T de Student (p<0,05), em software SPSS 7.0. Resultados (média +/- EMP): a capsaicina tópica provocou comportamento de retirada intenso de forma dose-dependente (25.4 +/- 7 2.0 s, 15.3 +/- 1.9 s e 9.1 +/- 1.0 s para veículo, capsaicina a 0.1% e a 0.5%, respectivamente). A capsazepina inibiu significativamente a resposta à capsaicina (19.2 +/- 1.8 s para concentração de 1 mg/kg; 5.3 +/- 0.4 s para o veículo), e a resposta ao calor nocivo (28.1 +/- 1.8 s, 48.8 +/- 3.6 s, 20.4 +/- 1.2 s para concentrações de 1 mg/kg, 3 mg/kg e veículo, respectivamente). O vermelho de rutênio (6 mg/kg and 3 mg/kg, respectivamente) atenuou tanto as respostas de retirada à capsaicina (23.1 +/- 1.9 s) e ao calor (55.4 +/- 6.5 s) , quando comparadas ao veículo (16.8 +/- 2.6 s e 33.9 +/- 6.4 s, respectivamente). A morfina aumentou as latências induzidas pela capsaicina (26.5 +/- 3.4 s). O naloxone, tanto sozinho (8.1 +/- 1.1 s) quanto em combinação com a morfina (8.7 +/- 1.3 s), diminuiu marcadamente as latências provocadas pela capsaicina quando comparado à morfina apenas, ou à salina (18.2 +/- 2.6 s). Estes resultados indicam que o receptor TRPV1 desempenha um papel no comportamento aversivo do M. abbreviatus e evidencia um mecanismo regulado por opióides nas respostas induzidas pela capsaicina.

A glicose é o principal substrato energético do encéfalo in vivo. A maior parte é oxidada gerando 38 ATPs, dióxido de carbono (CO2) e água. Existem diferenças entre regiões do Sistema Nervoso (SN) na captação de glicose in vivo e na expressão de enzimas metabólicas. Evidências demonstram que astrócitos captam este substrato, sintetizam lactato a partir dele, e liberam este último para que possa ser utilizado pelos neurônios. O lactato é o substrato preferencial do SN in vitro. O músculo esquelético pode consumir tanto glicose como corpos cetônicos e ácidos graxos; o consumo preferencial de um deles depende apenas da intensidade da atividade física. A Desidroepiandrosterona (DHEA) é um hormônio esteróide relacionado ao aumento da sensibilidade periférica à insulina e melhora da captação de glicose, atuando sobre músculo esquelético, fígado e tecido adiposo, principalmente. A DHEA é sintetizada e atua no SN, sendo chamada de neuroesteróide.Ela é capaz de regular a síntese de IGF-1 de maneira tecido-específica, além de possuir efeitos apoptóticos/ antiproliferativos ou protetores, dependendo da dose utilizada. A presença de substrato oxidável no meio de incubação inibe seus efeitos anti-proliferativos. Também atua em receptores de membrana (GABAA, NMDA), na liberação de neurotransmissores (acetilcolina, glutamato) e inibindo enzimas da cadeia respiratória. Foram determinadas as diferenças basais na captação e oxidação de glicose na presença de lactato entre as diferentes estruturas do SN (córtex cerebral, hipocampo, cerebelo, hipotálamo e bulbo olfatório), e também a influência da DHEA (10-8 ou 10-12M) sobre a captação e oxidação de glicose nestas estruturas (na presença e ausência de lactato) e sobre o músculo esquelético. A presença de lactato estimulou a captação de glicose (2-14C-DG) no hipotálamo e bulbo, inibiu no córtex e cerebelo e não exerceu efeito no hipocampo. A oxidação de 14C-glicose em córtex e hipotálamo, na presença de lactato, foi 6,6 vezes menor quando comparada à oxidação de 14C-lactato. A DHEA não exerceu efeito sobre a captação de glicose em cerebelo, hipocampo e hipotálamo. No córtexcerebral DHEA 10-8M aumentou a captação na presença de lactato e, no bulbo olfatório, a mesma dose elevou a captação de glicose, porém na ausência de lactato. No músculo, DHEA 10-8M inibiu a captação de glicose. DHEA não exerceu efeito significativo sobre a oxidação das diferentes estruturas do SN. No hipotálamo e bulbo olfatório o lactato estimulou a captação de 2-14C-DG; talvez nestas estruturas as necessidades metabólicas sejam essencialmente supridas pela glicose. O córtex cerebral e o cerebelo parecem utilizar principalmente lactato como substrato. O hipocampo foi mais sensível à utilização da glicose do que ao lactato. A DHEA não exerceu efeito sobre cerebelo, hipocampo e hipotálamo, possivelmente porque esse neuroesteróide não é metabolizado a outros esteróides de maneira efetiva ou então a esteróides que não atuam sobre a captação de glicose. No córtex cerebral a DHEA pode estimular a liberação de glutamato in vitro e, assim, estimular a captação de 2- 14C-DG principalmente por astrócitos, mesmo na presença de lactato.No bulbo olfatório, a presença de lactato pode suprir as necessidades do tecido, porém a DHEA, que inibe a glicose-6-fosfato desidrogenase (enzima expressa em grandes concentrações neste local), pode aumentar a captação de 2-14C-DG na ausência de substrato oxidativo. No músculo esquelético, a DHEA em baixas concentrações talvez iniba a captação de glicose atuando sobre proteínas da cascata de sinalização da insulina, mesmo não atuando na oxidação. / The glucose is the main energetic substrate in the brain. Most of it is oxidized generating 38 ATPs, carbon dioxide (CO2) and water. There are differences between regions Nervous System (NS) in the glucose uptake and in the expression of metabolic enzymes. Evidences show that astrocytes uptake this substrate, synthesize lactate from it, and release this substrate for neurons metabolism. The lactate is the preferential substrate of NS in vitro. The skeletal muscle may consume glucose and fatty acids, the preferential consumption depends on the intensity of physical activity. The Desidroepiandrosterona (DHEA) is a sexual hormone related to increased peripheral sensitivity to insulin and improves the glucose uptake, acting on skeletal muscle, liver and adipose tissue. The DHEA is synthesized and acts on the NS and is called neurosteroid. It is able to regulate the IGF-1 synthesis a tissuespecific way, and have apoptotic effects / anti-proliferative or protective, depending on the dose used. The presence of oxidative substrate in incubation medium, inhibits their antiproliferative effects. It also acts on membrane receptors (GABAA, NMDA), the release of neurotransmitter (acetylcholine, glutamate) and inhibiting enzymes of respiratory chain. It was investigated the differences in the basal uptake and oxidation of glucose in the presence of lactate between the different structures of NS (cerebral cortex, hippocampus, cerebellum, hypothalamus and olfactory bulb), and also the influence of DHEA (10-8 or 10-12 M) on these structures (in the presence and absence of lactate) and the skeletal muscle. The glucose is the main energetic substrate in the brain. Most of it is oxidized generating 38 ATPs, carbon dioxide (CO2) and water. There are differences between regions Nervous System (NS) in the glucose uptake and in the expression of metabolic enzymes. Evidences show that astrocytes uptake this substrate, synthesize lactate from it, and release this substrate for neurons metabolism. The lactate is the preferential substrate of NS in vitro. The skeletal muscle may consume glucose and fatty acids, the preferential consumption depends on the intensity of physical activity. The Desidroepiandrosterona (DHEA) is a sexual hormone related to increased peripheral sensitivity to insulin and improves the glucose uptake, acting on skeletal muscle, liver and adipose tissue. The DHEA is synthesized and acts on the NS and is called neurosteroid. It is able to regulate the IGF-1 synthesis a tissuespecific way, and have apoptotic effects / anti-proliferative or protective, depending on the dose used. The presence of oxidative substrate in incubation medium, inhibits their antiproliferative effects. It also acts on membrane receptors (GABAA, NMDA), the release of neurotransmitter (acetylcholine, glutamate) and inhibiting enzymes of respiratory chain. It was investigated the differences in the basal uptake and oxidation of glucose in the presence of lactate between the different structures of NS (cerebral cortex, hippocampus, cerebellum, hypothalamus and olfactory bulb), and also the influence of DHEA (10-8 or 10-12 M) on these structures (in the presence and absence of lactate) and the skeletal muscle. The presence of lactate stimulated glucose uptake (2-14C-DG) in the hypothalamus and bulb, inhibited in the cortex and cerebellum and had no effect in the hippocampus. The 14C-glucose oxidation in cortex and hypothalamus, in the presence of lactate, was 6.6 times lower when compared to the 14C-lactate oxidation. The DHEA had no effect on cerebellum, hippocampus and hypothalamus. In the cortex DHEA 10-8 M increased the uptake in the presence of lactate,and in the olfactory bulb, the same dose increased the glucose uptake, but in the absence of lactate. DHEA 10-8 M inhibited the glucose uptake in muscle. DHEA has not effect on the oxidation of the several structures of NS. In the hypothalamus and the olfactory bulb lactate stimulated uptake of 2-14C-DG; perhaps in these structures the metabolic supply are done mainly by glucose. The cortex and cerebellum seem to use mainly lactate as substrate. The hippocampus, according evidence was more sensitive to the use of glucose than lactate. The DHEA had no effect on cerebellum, hippocampus and hypothalamus, possibly because this neurosteroid is not metabolized into other steroids or the steroids that do not act on the uptake of glucose. In the cerebral cortex DHEA can stimulate the release of glutamate in vitro and thereby stimulate the uptake of 2-14C-DG by astrocytes, even in the presence of lactate. In olfactory bulb, the presence of lactate can supply the needs of the tissue, but the DHEA, which inhibits glucose-6-phosphate dehydrogenase (enzyme expressed in high concentrations on this site), soon may increase the 2-14C-DG uptake in absence of oxidative substrate. In muscle, DHEA in low concentrations may inhibit the glucose uptake acting on proteins in the signalling cascade of insulin, and not acting in oxidation.

Várias evidências indicam que os derivados da guanina (nucleotídeos GTP, GDP, GMP e o nucleosídeo guanosina) são capazes, além de atuarem intracelularmente, de atuarem do lado externo da membrana plasmática celular, exercendo efeitos neuromoduladores no sistema nervoso central. Funções tróficas, mitóticas e até antiapoptóticas nas diferentes células neurais já foram descritas para alguns dos derivados, mas são os efeitos relacionados ao antagonismo do sistema glutamatérgico que parecem indicar um grande potencial terapêutico para os derivados da guanina. Os derivados da guanina, especialmente a guanosina, são capazes de estimular a captação de glutamato em cultura de células astrocitárias e em fatias de tecido cerebral. Atuam como anticonvulsivantes pelas mais diversas vias de administração, e ainda possuem efeito amnésico em ratos e camundongos. Tanto o aumento provocado na captação de glutamato, como o efeito anticonvulsivante parece ser realizado especificamente pela guanosina, uma vez que os nucleotídeos necessitam ser hidrolisados para exercerem tais efeitos. Nesta dissertação, demonstramos que o GMP administrado tanto sistemicamente, como centralmente é capaz de exercer um efeito amnésico em camundongos na tarefa da esquiva inibitória. Como na ação anticonvulsivante e, sobre a modulação da captação de glutamato, a guanosina parece ser a real efetora do efeito amnésico apresentado pelo GMP, uma vez que o uso de um inibidor da conversão de GMP para guanosina leva à inibição do seu efeito. Ainda, essa conversão do GMP a guanosina parece ser realizada tanto sistemicamente como centralmente em camundongos. Desta forma, a administração de GMP parece ser uma efetiva estratégia para aumentar os níveis de GUO em futuros estudos sobre as possíveis ações terapêuticas da GUO. / Several evidences report that guanine based purines (nucleotides GTP, GDP, GMP and guanosine nucleoside) acts , besides intracellularly, at the outside of plasmatic membrana, exerting neuromodulatory roles in central nervous system. Trophic, mitotic and even antiapoptotic functions in different neural cells have been described to some of the guanine based purines, however the effects in relation to the glutamatergic system seem to indicate an important therapeutic potential for guanine based purines. The guanine based purines, mainly guanosine, are able to stimulate the glutamate uptake in astrocyte culture and brain tissue slices. They act as anticonvulsant by different vias of administration, and also display an amnesic effect in rats and mice. Both the stimulatory upon the glutamate uptake, and the anticonvulsant effects seem to be specifically to guanosine, given that the nucleotides has to be hydrolyzed to display these effects. In this study, we showed that both a systemic or a centrally administration of GMP is able to display an amnesic effect at the inhibitory avoidance task in mice. Like the anticonvulsant and stimulatory upon glutamate uptake effects, the guanosine seems to be the real agent for the amnesic effect displayed by GMP, since when an inhibitor of the conversion of GMP to guanosine is used before the centrally nucleotide administration, the amnesic effect is not observed. In addition, the conversion of GMP to guanosine seems to occur both systemically and centrally in mice. the action of ecto- 5V-nucleotidase. Therefore, administration of GMP may also be an effective strategy to increase GUO levels in future studies of possible therapeutic actions of GUO.

Les mucopolysaccharidoses (MPS), un sous-groupe des maladies de surcharge lysosomale, sont causées par le défice d'une enzyme lysosomale intervenant dans le catabolisme des glycosaminoglycanes. L'absence de dégradation de ces molécules entraîne leur accumulation dans les lysosomes conduisant à une souffrance cellulaire. La plupart des MPS s'accompagnent de désordres neurologiques. Les formes sévères de MPS I (défice en α-L-iduronidase (IDUA)) se caractérisent par des manifestations neurologiques sévères. Actuellement, les approches thérapeutiques pour les MPSI s'agitent de la greffe de moelle osseuse (GMO) ou de l'injection d'enzyme purifiée (TRE). La greffe de moelle osseuse haplo-identique et géno-identique peut stopperle processus de la maladie y compris la neurodégénérescence mais les taux de mortalité et de morbidité sont élevés. L'enzymothérapie substitutive n'est pas efficace contre les atteintes du système nerveux central (SNC) car l'enzyme ne traverse pas la barrière hématoencéphalique. Les lésions de surcharge lysosomale étant diffuses dans tout le SNC, l'objectif est d'apporter l'enzyme dans la totalité de l'encéphale. Ceci peut se concevoir grâce à la thérapie génique in situ en injectant des vecteurs viraux directement dans le parenchyme cérébral par une méthode stéréotaxique, créant ainsi une source intracérébrale d'enzyme. Les vecteurs AAV sont capables de transduire les neurones et les cellules gliales du SNC. Dans ce travail nous présentons un protocol prè-clinique de thérapie génétique avec des vecteurs AAV2.5-IDUA injectés dans le striatum des souris agées de 6-semaines. L'injection a été bilaterale. Nos résultats indiquent que le transfert de gène induit une expression persistante de l'IDUA dans les cellules et entraîne une disparition des lésions de surcharge. Nous avons démontré l'efficacité et faisabilité de cette approche therapeutique pour traiter les lesions de surchage dans le cerveau des souris MPSI. Ainsi, nous proposons l'association de ce protocol de thérapie génique avec une thérapie systemique (TRE ou GMO), dans un age precoce, comme une approche thérapeutique adéquate et efficace pour le traitement global du MPS I. / As mucopolissacaridoses (MPS) constituem um subgrupo de doenças lisossomais de depósito, causadas pela deficiência em uma enzima lisossomal envolvida no catabolismo de glicosaminoglicanos. A ausência de degradação destas moléculas leva ao seu acúmulo nos lisossomas, conduzindo a um processo de dano ou degeneração celular. A maior parte das MPS apresenta desordens neurológicas. As formas serveras de MPS I [déficite em α-L-iduronidase (IDUA)] caracterizam-se por manifestações neurológicas severas. Atualmente, as abordagens terapêuticas para MPSI resumem-se ao transplante de medula óssea (TMO) e à terapia de reposição enzimática (TRE). O TMO haplo-idêntico ou geno-idêntico pode desacelerar ou mesmo parar o processo patológico, inclusive a neurodegeneração. As taxas de mortalidade e morbidade, entretanto, são elevadas. A TRE não é eficaz contra o comprometimento do sistema nervoso central (SNC), já que a enzima não pode atravessar a barreira hemato-encefálica. As lesões de depósito lisossomal são difusas por todo o SNC. Assim, o objetivo é fornecer a enzima para todo ou quase todo o encéfalo. Isto pode ser alcançado através de terapia gênica in situ, injetando vetores virais diretamente no parênquima cerebral, através de método estereotáxico, criando assim uma fonte intracerebral da enzima. Os vetores derivados de vírus adeno-associados (AAV) são capazes de transduzir os neurônios e as células gliais do SNC. Neste trabalho, nós apresentamos um protocolo pré-clínico de terapia gênica com vetor AAV2.5-IDUA injetado via intra-estriatal, bilateralmente, em camundongos com 6 semanas de vida. Nossos resultados indicam que a transferência gênica induz uma expressão persistente de IDUA nas células e leva à reversão das lesões de depósito lisossomal na quase-totalidade do SNC. Assim, nós demonstramos a eficácia e a viabilidade desta abordagem terapêutica na correção e/ou prevenção das manifestações do SNC em um modelo murino de MPSI. Assim, sugerimos que a associação deste protocolo de terapia gênica com uma terapia sistêmica (ERT ou TMO), em idade precoce, poderia ser uma abordagem terapêutica adequada e eficaz para o tratamento global da MPSI. / Mucopolysaccharidosis (MPS) is a type of lysosomal storage disease, caused by a deficiency in lysosomal enzymes involved in glycosaminoglycan catabolism. The absence of degradation of these molecules leads to cellular damage or degeneration process. The majority of MPSs shows neurological disorders. Severe forms of MPSI (defficiency in α-L-iduronidase (IDUA)) are characterized by severe neurological manifestations. Currently, therapeutic approaches for MPSI are limited to bone marrow transplantation (BMT) and enzyme replacement therapy (ERT). Haplo-identical or geno-identical BMT is able to slow or stop the pathological process, including neurodegeneration. However, mortality and morbitiy rates are high. The ERT is not efficient to correct or prevent central nervous system (CNS) damage, since the enzyme is not able to cross the blood-brain barrier. Storage lesions could be diffusely found in all CNS. Thus, the aim is the widespread delivery of the enzyme for the whole brain. This can be reached through in situ gene therapy, by injecting viral vectors directly in brain parenchyma, through stereotaxical methods, creating a brain source of the enzyme. AAV vectors are able to transduce neurons and glial cells of the CNS. In the present work, we have established a gene-therapy pre-clinical protocol with AAV2.5-IDUA vector which have been administered bilaterally in the striatum of 6-weeks old mice. Our results indicate that gene transfer leads to persistent IDUA expression in the cells and to the reversion of storage lesions in almost all the CNS. We have demonstrated the effectiveness and viability of this therapeutic approach in the correction or prevention of storage lesions in the MPSI mice brain. Thus, we suggest that the association of this gene therapy protocol with systemic therapy (ERT or BMT), in early age, could be an adequate and efective therapeutic approach to the global treatment of MPSI.

A cafeína é uma substância amplamente consumida na forma de café, chás e refrigerantes. Estudos demonstram sua influência no comportamento alimentar aparentemente promovendo uma pequena redução na ingestão de calorias e no comportamento do tipo ansioso, onde altas doses podem induzir um estado de ansiedade. Além disso, ela parece ser neuroprotetora, e é possível que parte desse efeito seja devido a sua atividade antioxidante a qual está bem descrita in vitro. O consumo de cafeína muitas vezes está associado a situações de estresse. A exposição ao estresse crônico leva a alterações bioquímicas e comportamentais, tendo sido sugerido que aumenta a produção de radicais livres. O objetivo deste trabalho é verificar o efeito do consumo de cafeína e do estresse crônico sobre os parâmetros comportamentais, comportamento do tipo ansioso e alimentar e sobre parâmetros bioquímicos relacionados ao estresse oxidativo em hipocampo, estriado e córtex cerebral de ratos. Além disso, diferenças sexo-específicas foram verificadas com relação ao comportamento do tipo ansioso e ao dano ao ADN. Ratos Wistar machos e fêmeas foram submetidos ao estresse por contenção por 40 dias. A dieta consistiu de ração padrão e cafeína 0,3 ou 1g/L na água de beber, a vontade, como única fonte de líquido disponível. Controles receberam água da torneira. A ansiedade e o comportamento alimentar foram avaliados, bem como o dano ao ADN (em hipocampo), a lipoperoxidação, o Potencial antioxidante reativo total (TRAP) e a atividade das enzimas antioxidantes Superóxido dismutase (SOD), Glutationa peroxidase (GPx) e Catalase (CAT), no hipocampo, estriado e córtex cerebral. O consumo de cafeína e o estresse crônico aumentaram o comportamento do tipo ansioso, efeito que foi observado apenas nos machos. No comportamento alimentar, a cafeína (0,3g/L e 1g/L) aumentou a latência e diminuiu o consumo de alimento doce (Froot Loops® ) no estado alimentado. Além disso, a cafeína 1g/L levou a um consumo menos intenso de alimento salgado (Cheetos®) pelos ratos no estado de jejum. Tanto a cafeína quanto o estresse aumentaram o dano ao ADN no hipocampo de ratos machos sem haver alteração nas fêmeas. Com relação ao estresse oxidativo, houve interações entre estresse e cafeína, especialmente no córtex, na atividade da SOD e da CAT, uma vez que a cafeína aumentou a atividade destas enzimas nos animais controles e não teve efeito nos estressados. Além disso, o estresse diminuiu a atividade da GPx no córtex e aumentou a atividade da SOD no estriado. Conclui-se que o estresse crônico e o consumo de cafeína levaram a um aumento no comportamento do tipo ansioso em ratos machos. Além disso, a cafeína aumentou a latência e diminuiu o consumo de Froot Loops® em ratos previamente alimentados. Por outro lado, o estresse repetido por contenção induziu um estado de maior susceptibilidade ao estresse oxidativo em algumas estruturas cerebrais devido a atividade alterada das enzimas antioxidantes, enquanto que, a administração crônica de cafeína levou em alguns casos (depende da estrutura) a um aumento na atividade de enzimas antioxidantes, sugerindo um papel neuroprotetor, que depende do estado do sujeito (estressado ou não). / Caffeine is widely consumed in coffee, tea and soft-drinks. Studies show its influence on feeding behavior apparently through slight reduction on calorie ingestion and on anxiety-like behavior, where high doses can induce anxiety states. Besides, it seems to be neuroprotective, and it is possible that part of this effect is due to its antioxidant activity, which is well described in vitro. Caffeine consumption is many times associated to stressfull situations. The exposure to chronic stress leads to biochemical and behavioral changes and it has been suggested that increases free radicals production. The aim of this work is to verify the effect of caffeine consumption and chronic stress on behavioral parameters, anxiety-like-behavior and feeding behavior and on biochemical parameters related to oxidative stress in hippocampus, striatum and brain cortex of rats. Besides, sex specifics differences were verified on anxiety-like behavior and on DNA damage. Wistar rats male and female were submitted to restraint stress for 40 days. The diet was standard chow and caffeine 0.3g/L or 1g/L in the drinking water, ad libitum, as the only source of drinking. Controls received tap water. Anxiety-like-behavior and feeding behavior were evaluated as well as DNA damage (in the hippocampus), lipoperoxidation, Total reactive antioxidant potential (TRAP), and antioxidant enzymes ativities, Superoxide Dismutase (SOD), Glutathione Peroxidase (GPx) and Catalase (CAT) in the hippocampus, striatum and brain cortex. The caffeine consumption and chronic stress increased anxiety-like behavior, effect which was observed only in males. On feeding behavioral, caffeine 0.3g/L and 1g/L increased the latency and decreased the consumption of sweet food (Froot Loops®) on feeding state. Besides, caffeine 1g/L led to a less intense consumption of salty food (Cheetos®), on fasting state. Both caffeine and stress increased the DNA damage in the hippocampus of male rats, without any alteration on females. About oxidative stress, there were interactions between caffeine and stress, specially on cortex, on SOD and CAT activities, once caffeine increased the activity of these enzymes in control animals and had no effect in stressed animals. Furthermore, stress decreased GPx activity in the cortex and increased SOD activity in the estriatum. In conclusion, chronic stress and caffeine consumption led to an increase on anxiety-like behavior in male rats. Besides, caffeine increased the latency and decreased the consumption of Froot Loops® in prefeeding rats. On the other hand, repeated restraint stress induced a state of higher susceptibility to oxidative stress in some structures, considering the altered activities of antioxidant enzymes, while the chronic administration of caffeine, led, in some cases (depending on the structure), to increased activity of antioxidant enzymes, suggesting a possible neuroprotective role, which depends on the subject state (stressed or not).

O avestruz (Struthio camelus) é uma ave da família Struthionidae, originária da África. Embora a irrigação da base do encéfalo de outras aves já tenha sido fonte de estudo por alguns pesquisadores, desconhece-se o padrão, as variações, as distribuições e o comportamento das artérias que promovem a irrigação sangüínea na base do encéfalo em avestruz. Neste trabalho, foram utilizados 30 espécimes, nos quais o sistema arterial foi preenchido com látex corado em vermelho através das artérias (Aa.) carótida comum direita e esquerda. Sistematizou-se as artérias da face ventral do encéfalo, à direita e à esquerda, com suas respectivas percentagens de ocorrência. A a. carótida do cérebro, um vaso de grosso calibre, foi predominante na direita (43,3%), esquerda (36,7%) e equivalentes (20%). A anastomose intercarótica apresentou calibre médio (46,7%), grosso (43,3%) e fino (10%), tendo inclinação de fluxo para esquerda (53,3%) e direita (46,7%). A a. oftálmica interna direita apresentou, à direita, calibre médio (43,3%), fino (33,3%) e grosso (23,3%); à esquerda, calibre médio (60%), fino (26,7%) e grosso (13,3%). O ramo caudal da a. carótida do cérebro foi, á direita, desenvolvido (53,3%) e vestigial (46,7%); à esquerda, desenvolvido (66,7%) e vestigial (33,3%). A a. tectal mesencefálica ventral foi ramo colateral do ramo caudal da a. carótida do cérebro à direita (53,3%) e à esquerda (66,7%), ramo direto da a. carótida do cérebro à direita (43,3%) e à esquerda (30%) e, ramo direto da a. basilar (3,3%) em ambos os antímeros. A a. basilar foi um vaso ímpar (80%), duplo em quase toda sua extensão calibrosa (13,3%) e, apresentou uma formação "em ilha" em seu segmento de grosso calibre (6,7%). A a. cerebelar ventral caudal foi única (96,7%) e dupla (3,3%) à direita e, única (93,3%) e dupla (6,7%) à esquerda. A a. espinhal dorsal foi ramo colateral da a. cerebelar ventral caudal à direita (96,7%) e à esquerda (93,3%), sendo também ramo da porção fina da a. basilar à direita (3,3%) e à esquerda (6,7%). A a. espinhal ventral, sempre ramo da a. basilar, foi dupla (90%) e única (10%). O ramo rostral da a. carótida do cérebro, um vaso de grosso calibre, apresentou, à direita, um trajeto padrão (86,7%) e um deslocamento rostral (13,3%) e, à esquerda, trajeto padrão (83,3%) e um deslocamento rostral (16,7%). A a. cerebral caudal, à direita, foi dupla (90%) e única (10%); à esquerda, foi dupla (53,3%) e única (46,7%). A a. cerebral média, em ambos os antímeros, foi um vaso único (100%) e de grosso calibre, sendo o segundo ramo colateral do ramo rostral da a. carótida do cérebro. A a. cerebroetmoidal foi única (100%), de médio a grosso calibre, em ambos os antímeros. A a. cerebral rostral foi única (90%) e dupla (10%) à direita e única (96,7%) e dupla (3,3%) à esquerda. A a. etmoidal foi única (100%), de médio a grosso calibre, sendo a continuação natural da a. cerebroetmoidal, após a emissão da a. cerebral rostral. O círculo arterial cerebral apresentou-se rostralmente aberto (100%) e, caudalmente, aberto (80%) e fechado (20%). / The ostrich (Struthio camelus) is a bird from the Struthionidae family, originated from Africa. Although the irrigation of the base of the brain of other birds has already been the source of study by some researchers, the pattern, variations, distribution and the behavior of the arteries that promote the blood irrigation in the base of ostrich's brain are not known. In this work, 30 specimens, in which the arterial system was filled with red colored latex in the common carotid arteries left and right. We systematized the arteries of the ventral face of the brain, to the right and to the left, with their respective occurrence percentage. The carotid artery (a.) of the brain, a thick caliber vase, was predominant in the right (43.3%), left (36.7%) and equivalents (20%). The intercarotid anastomosis presented a medium caliber (46.7%), thick (43.3%) and thin (10%), with flux inclination to the left (53.3%) and right (46.7%). The inner right ophthalmic a. presented, to the right, medium caliber (43.3%), thin (33.3%) and thick (23.3%); to the left, medium caliber (60%), thin (26.7%) and thick (13.3%). The caudal branch of the carotid a. of the brain was, to the right, developed (53.3%) and vestigial (33.3%). The midbrain ventral tectal a. was the collateral branch of the caudal branch of the carotid a. of the brain to the right (53.3%) and to the left (66.7%), right branch of the carotid a. of the brain to the right (43.3%) and to the left (30%) and, right branch of the basilar a. (3.3%) in both antimeres. The basilar a. was an unpaired vase (80%), double in almost the entire caliber extension (13.3%) and, presented the "island" formation in its segment of thick caliber (6.7%). The caudal ventral cerebellar a. was single (96.7%) and double (3.3% to the right and, single (93.3%) and double (6.7%) to the left. The dorsal spinal a. was a collateral branch of the caudal ventral cerebellar a. to the right (96.7%) and to the left (93.3%), which was also a branch of the thin portion of the basilar a. to the right (3.3%) and to the left (6.7%). The ventral spinal a., always a branch of the basilar a., was double (90%) and single (10%). The rostral branch of the carotid a. of the brain, a vase of thick caliber, presented, to the right, a standard path (86.7%) and a rostral displacement (13.3%) and, to the left, a standard path (83.3%) and a rostral displacement (16.7%). The caudal brain a., to the right, was double (90%) and single (10%); to the left, it was double (53.3%) and single (46.7%). The medium cerebral a., in both antimeres, was a single vase (100%) and of thick caliber, being that the second collateral branch of the rostal branch of the brain carotid a. The brain ethmoidal a. foi single (100%), of medium to thick caliber, in both antimeres. The rostral brain a. was single (90%) and double (10%) to the right and single (96.7%) and double (3.3%) to the left. The ethmoidal a. was single (100%), of medium to thick caliber, being the natural continuity of the brain ethmoidal, after the emission of the rostral brain a.. The brain artery circle was rostrally open (100%) and, caudally, open (80%) and closed (20%).

Os receptores vanilóides VR1 estão presentes em grandes quantidades no sistema nervoso periférico (SNP) e têm sido amplamente estudados como integradores de estímulos nocivos. A detecção desse sistema vanilóide também no sistema nervoso central (SNC), leva ao questionamento de qual seria o papel fisiológico dos receptores VR1 localizados no encéfalo. No presente estudo, abordamos a função desses receptores no hipocampo, estrutura essencial para a formação de memórias aversivas. Foram estudados os efeitos da administração bilateral intrahipocampal de capsaicina, um agonista vanilóide endógeno e de capsazepina, um antagonista dos receptores vanilóides VR1 sobre a etapa de consolidação da memória avaliando 3 parâmetros comportamentais (a) a tarefa de Esquiva Inibitória (b) a tarefa de Condicionamento Aversivo ao Contexto, e (c) o Labirinto em Cruz Elevado. Nossos resultados mostram que o antagonista VR1, a capsazepina, na concentração de 10µM prejudicou a consolidação da memória somente na tarefa de Condicionamento Aversivo ao Contexto. Não foram observados efeitos na tarefa da Esquiva Inibitória e tampouco no Labirinto em Cruz Elevado, sugerindo que o sistema vanilóide participa nos processos de memória envolvendo componentes mais aversivos e que os fármacos utilizados não produziram efeito sobre a ansiedade ou atividade locomotora dos animais. As evidências sugerem um envolvimento do sistema vanilóide endógeno na modulação da consolidação de memórias com um maior grau de aversividade.

Esta tese defende a noção de que as oscilações gama não são apenas responsáveis pela atividade sincronizada de neurônios, mas também apresentam uma segunda função: selecionar qual célula principal vai disparar. Este processo de seleção ocorreria através da interação entre excitação e retroalimentação inibitória na freqüência gama. É observado aqui que este processo de seleção não está relacionado com a fração de células disparando a cada ciclo gama, mas sim com a excitação supralimiar (E) dentro de uma percentagem da excitação máxima (E%-max). Este processo é chamado aqui de E%-max winner-take-all ("vencedor-leva-tudo"). Visando testar a utilidade deste modelo, o E%-max é aplicado a duas redes diferentes: no primeiro trabalho é analisado o papel das oscilações no córtex visual primário (V1), um dos poucos sistemas onde tanto a taxa de disparos quando a excitação intracelular foram medidas diretamente. O primeiro trabalho apresentado aqui mostra que um processo de seleção do tipo E%-max winner-take-all fornece uma explicação simples de por que a sintonia de orientação dos disparos é mais estreita que a sintonia de excitação, e por que esta diferença não é alterada com o aumento da excitação. O segundo trabalho investiga como o processo E%-max influencia a formação de células de lugar (place cells) no giro denteado a partir de células de grade (grid cells) corticais. Os resultados mostram que as células granulares simuladas possuem mapas de disparos com um ou mais "campos receptivos espaciais" (place fields) cujo tamanho e número se aproxima dos resultados observados experimentalmente. A conclusão aqui é que esta transformação de entradas e saídas de células granulares no giro denteado não depende fortemente das modificações sinápticas, e que a formação de "campos de lugar" pode ser entendida em termos de simples somatórios de entradas excitatórias escolhidas aleatoriamente juntamente com um mecanismo do tipo E%-max winner-take-all. / This work argues that gamma oscillations are not only responsible for synchronized activity but also have a second function: they select which principal cells fire. This selection process occurs through the interaction of excitation with gamma frequency feedback inhibition. Here is observed that this selection process is not related to the fraction of cells firing at each gamma cycle, but rather related to the suprathreshold excitation (E) within E% of the cell that has maximum excitation. The process is called here E%-max winner-take-all. To test the utility of this framework, the E%- max is applied to two different networks: the first work analyzes the role of oscillations in V1, one of the few systems where both spiking and intracellular excitation have been directly measured. This work shows that an E%-max winnertake- all process provides a simple explanation for why the orientation tuning of firing is narrower than that of the excitatory input and why this difference is not affected by increasing excitation. The second work investigates how the E%-max process influences the formation of place cells in dentate gyrus from cortical grid cells. The results show that simulated granule cells have firing maps that have one or more place fields whose size and number approximates those observed experimentally. The conclusion here is that the input-output transformation of dentate granule does not depend strongly on synaptic modification; place field formation can be understood in terms of simple summation of randomly chosen excitatory inputs, in conjunction with a winner-take-all network mechanism.

Neuroblastoma é um tumor do sistema nervoso periférico e uma das principais causas de mortalidade infantil por câncer no Brasil e no mundo. A característica marcante desses tumores é sua heterogeneidade clínica – as apresentações variam desde formas benignas e tratáveis até variantes extremamente agressivas, que levam o paciente a óbito em poucos meses. A fim de determinar as melhores estratégias para o tratamento desse câncer, um grande número de pesquisadores tem procurado por novos biomarcadores e alvos terapêuticos. Atualmente, o melhor marcador biológico para a progressão de neuroblastoma é a amplificação do gene MYCN, que ocorre na maioria dos casos mais agressivos. Entretanto, esse marcador não é capaz de discriminar entre todos os tipos de pacientes, demonstrando a necessidade de encontrarmos outros marcadores. Neste trabalho, reconstruímos a rede de regulação gênica de neuroblastoma utilizando ferramentas de bioinformática e biologia de sistemas a fim de buscar novos biomarcadores e alvos terapêuticos para esta doença. Através dessa rede, analisamos uma assinatura de genes diferentemente expressos em metástases agressivas, buscando fatores de transcrição que pudessem estar envolvidos na progressão tumoral. Através dessa análise, observamos que MAX é um dos reguladores mestres do processo, e variações em sua expressão estavam correlacionadas com o desfecho de pacientes, sugerindo seu potencial como biomarcador. Além disso, também observamos o aumento do conteúdo de MAX em células de linhagem de neuroblastoma humano durante um protocolo de diferenciação experimental, sugerindo que essa proteína tem um papel muito mais central no controle do balanço entre proliferação e diferenciação do que previamente descrito. / Neuroblastoma is a peripheral nervous system tumor and one of the main causes of children cancer mortality in Brazil and in the rest of the world. The hallmark of these tumors is their clinical heterogeneity – presentations vary from benign and treatable to extremely aggressive variants, the latter leading the patient to death in just a few months. In order to come up with the best strategies for treatment and management of this cancer, a great number of researchers have been searching for novel biomarkers and therapeutic targets. To this date, the best neuroblastoma biomarker is the amplification of MYCN oncogene, which occurs in the majority of aggressive cases. However, this biomarker alone does not suffice to discriminate among all patients types, illustrating the need for finding other biomarkers. In this work, we reverse engineered the neuroblastoma gene regulatory network using systems biology and bioinformatics tools in order to find novel biomarkers and therapeutic targets. Using this network, we analyzed an aggressive metastasis gene signature to find transcription factors that could be involved in tumor progression. Through this analysis, we observed that MAX was a master regulator of this process, and that changes in its expression were associated with patient survival, suggesting its role as potential biomarker. Additionally, we observed that MAX content was increased in human neuroblastoma cell lines undergoing experimental differentiation. These results suggest that this protein has a much more central role in regulating the balance between proliferation and differentiation than previously described.