Estudos mostram o envolvimento das espécies reativas de oxigênio (EROs) nos distintos tipos de dor, porém ainda se desconhece o papel efetivo e as possíveis alterações temporais destas espécies no sistema nervoso central. Um modelo para o estudo da dor neuropática (dor desencadeada por dano em nervo periférico ou agrupamentos neuronais centrais) é a constrição nervosa periférica. Nesta condição um quadro de estresse oxidativo é estabelecido no local da lesão, mas ainda se desconhece as possíveis alterações temporais das EROs no sistema nervoso central. Assim, este estudo demonstrou os efeitos da constrição unilateral do nervo isquiático sobre parâmetros oxidativos, como peroxidação de lipídios, atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase e catalase, e teor do antioxidante não enzimático ácido ascórbico, em medula espinal, tronco encefálico e neocórtex de ratos, considerando nesta avaliação os períodos experimentais de 3 e 10 dias a fim de determinar a variação temporal destes indicadores após a lesão periférica. Para relacionar estes resultados com a sensibilidade dolorosa, foi determinado ainda o efeito da lesão nervosa periférica sobre as sensibilidades mecânica e térmica dos animais. Para a realização do estudo foram utilizados 30 ratos Wistar machos, pesando 200-300g, os quais foram divididos em 3 grupos experimentais, cada um composto por 06 animais: controle (animais que não sofreram qualquer tipo de intervenção cirúrgica), Sham (animais que sofreram a incisão dos tecidos até a visualização do nervo isquiático; este grupo foi subdivido em dois subgrupos, conforme o tempo entre a cirurgia e a morte do animal, resultando nos subgrupos Sham 3 dias e Sham 10 dias), e com constrição nervosa (CI) (animais em que o nervo isquiático foi isolado e recebeu em seu tronco comum quatro amarraduras; este grupo foi subdivido em dois subgrupos, conforme o tempo entre a constrição nervosa periférica e a morte do animal, resultando nos subgrupos CI 3 dias e CI 10 dias). Os testes de Von Frey e da placa quente avaliaram as sensibilidades mecânica e térmica, respectivamente, antes da lesão e aos 3 e 10 dias após os procedimentos cirúrgicos. Aos 3 e 10 dias, os animais foram decapitados e retirados medula espinal lombossacral, tronco encefálico e neocórtex, usados para a determinação da peroxidação lipídica (pela técnica do xilenol laranja), atividades das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT), e teores de ácido ascórbico. Os dados foram analisados por teste t de Student para amostras pareadas, na análise dos resultados dos testes de sensibilidade, e ANOVA de duas vias, seguida do pós-teste de Bonferroni, na análise dos dados bioquímicos, sendo considerada diferença significativa quando p<0,05. Aos 3 e 10 dias, as sensibilidades mecânica e térmica estavam aumentadas no grupo CI, estando a hiperssensibilidade mecânica restrita à pata lesionada. Nenhuma mudança significativa ocorreu no grupo Sham. Na medula espinal, apesar da atividade da SOD estar reduzida aos 3 dias nos grupos Sham e CI, esta diminuição não foi significativa. Porém, aos 10 dias houve aumento significativo na atividade desta enzima em ambos os grupos experimentais. No tronco encefálico, a atividade da SOD estava significativamente reduzida aos 3 dias nos grupos Sham e CI. Aos 10 dias, esta atividade ainda se encontrava reduzida no grupo Sham, mas com valor similar ao do grupo controle nos ratos CI. No neocórtex, a atividade da SOD foi Na medula espinal, apesar da atividade da SOD estar reduzida aos 3 dias nos grupos Sham e CI, esta diminuição não foi significativa. Porém, aos 10 dias houve aumento significativo na atividade desta enzima em ambos os grupos experimentais. No tronco encefálico, a atividade da SOD estava significativamente reduzida aos 3 dias nos grupos Sham e CI. Aos 10 dias, esta atividade ainda se encontrava reduzida no grupo Sham, mas com valor similar ao do grupo controle nos ratos CI. No neocórtex, a atividade da SOD foi significativamente aumentada no grupo CI aos 3 e 10 dias, enquanto no grupo Sham o acréscimo ocorreu apenas aos 10 dias. A atividade da CAT aumentou significativamente na medula espinal dos ratos CI aos 3 e 10 dias, não ocorrendo mudanças significativas neste tecido dos ratos Sham. No tronco encefálico, a atividade desta enzima diminuiu significativamente no grupo Sham aos 10 dias, mas aumentou no grupo CI neste período. Nenhuma mudança estatisticamente significativa foi observada aos 3 dias. No neocórtex, a atividade da CAT aumentou significativamente aos 10 dias apenas no grupo CI. O teor de ácido ascórbico diminuiu significativamente somente aos 3 dias na medula espinal do grupo CI. Nenhuma modificação significativa ocorreu no tronco encefálico e neocórtex. A peroxidação lipídica estava significativamente aumentada na medula espinal dos ratos CI aos 3 e 10 dias, mas apenas aos 10 dias nos ratos Sham. No tronco encefálico e no neocórtex, o aumento significativo foi observado apenas aos 10 dias nos grupos Sham e CI. Estes resultados mostram que a constrição do nervo isquiático, bem como a manipulação deste nervo, altera parâmetros oxidativos em regiões do sistema nervoso central, estando estas mudanças possivelmente relacionadas com o diferente nível de ativação das vias nociceptivas centrais nos ratos Sham e CI.

A encefalopatia hipóxico-isquêmica neonatal é a causa mais importante de dano cerebral que ocorre no período de desenvolvimento e maturação causando à criança sequelas neurológicas de grande impacto ao longo da vida. O ambiente é um importante aliado no processo de reabilitação neuropediátrica, sendo muito utilizado pelos profissionais da saúde. Estímulos ambientais podem servir como estratégia de tratamento e inúmeros estudos têm demonstrado o seu potencial neuroprotetor. Este trabalho teve por objetivo avaliar o comportamento motor em dois momentos do desenvolvimento e os possíveis benefícios do enriquecimento ambiental em ratos submetidos à hipóxia-isquemia cerebral neonatal. Ratos Wistar machos e fêmeas foram submetidos a um modelo de lesão hipóxico-isquêmica encefálica neonatal no 7º dia pós-natal. Em um primeiro momento, foram avaliados com 22 dias e 42 dias de vida, e num segundo momento, foram submetidos a um protocolo de enriquecimento ambiental que iniciava no 8º dia de vida. Para avaliação do comportamento motor foi utilizado o teste de suspensão na barra, teste rota Rod e teste da caminhada na escada horizontal. Os animais não apresentaram alterações sensoriomotoras com 22 dias de vida, porém com 42 dias as alterações foram significativas. O enriquecimento ambiental promoveu uma recuperação parcial dos déficits motores em ratos machos quanto à latência de queda no teste da barra e no Rota Rod. As fêmeas demonstraram um melhor aproveitamento do ambiente enriquecido que lhes proporcionou uma melhor performance no teste da caminhada e uma curva de aprendizado no teste Rota Rod. Quanto à morfologia, o enriquecimento ambiental não foi capaz de promover modificações significativas no dano hipocampal e estriatal. Com base nos nossos resultados, podemos concluir que tanto animais com 22 DPN como com 42 DPN apresentaram alterações sensoriomotoras promovidas pela HIE neonatal e são influenciadas pelo gênero. O enriquecimento ambiental teve efeito neuroprotetor, melhorando o desempenho motor sem alterações morfológicas significativas. / The neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy is the most important cause of brain damage that occurs during development and maturation, causing neurological damage to the child with a big impact throughout the life. The environment is important in the process of neuropediatric rehabilitation and is widely used by health professionals. Enriched environmental serve as a treatment strategy and several studies have demonstrated its effects neuroprotective. This study aimed to evaluate motor behavior in two stages of development and the possible benefits of environmental enrichment in rats with neonatal cerebral hypoxia-ischemia. Male and female Wistar rats were subjected to a model of hypoxic-ischemic neonatal brain at the 7th postnatal day. At first, were evaluated 22 days and 42 days of life, and subsequently, underwent a protocol of environmental enrichment that began on the 8th day of life. For evaluation of motor behavior test was used to Grip Test, Rota Rod test and ladder walking test. The animals no showed sensorimotor disturbance with 22 days of life but with 42 days the changes were significant. Environmental enrichment promoted a partial recovery of motor deficits in male rats on the latency to fall in the Grip test and the Rota Rod test. The females showed a better application of the enriched environment that gave them a better performance in the ladder walking test and a learning curve in Rota Rod test. As to morphology, environmental enrichment did not cause significant changes in striatal and hippocampal damage. Based on our results, we conclude that changes in sensorimotor function sponsored by HIE is progressive and influenced by gender. Environmental enrichment had a neuroprotective effect, improving motor performance, without significant morphological changes.

Resumo não disponível.

O mapeamento da imunorreatividade ao neuropeptídio FMRF-amida no SNC e na musculatura pediosa de Megalobulimus oblongus foi realizado com o objetivo de dar continuidade aos estudos que vem sendo realizados nesta espécie, com o interesse em estabelecê-lo como modelo experimental em estudos neurobiológicos. O neuropeptídio FMRF-amida foi o primeiro peptídio nativo de invertebrados a ser purificado e seqüenciado, a partir do extrato de gânglios cardioativos do molusco Macrocallista nimbosa. Ele atuaria sobre os receptores metabotrópicos, induzindo a abertura dos canais iônicos de K+ tipo S (sensíveis à serotonina (5HT)), hiperpolarizando a membrana celular e assim, aumentando o limiar para o desencadeamento do potencial de ação. A distribuição da imunorreatividade à FMRF-amida em M. oblongus foi investigada empregando-se a técnica imunohistoquímica com anticorpo não-marcado de Sternberger (1979). Todos os gânglios nervosos centrais apresentaram neurônios e fibras FLI (FMRF-amide-like immunoreactivity), assim como suas comissuras, conetivos e a maioria dos nervos emergentes destes gânglios. Nos cortes da musculatura pediosa observou-se também uma intensa imunorreatividade a FMRF-amida. O maior número de neurônios FLI foi encontrado nos gânglios cerebrais com seus tamanhos variando de pequeno a grande. O corpo dorsal apresentou grande quantidade de fibras viii imunomarcadas. No mesocérebro foram detectados alguns agrupamentos FLI junto ao neuropilo e à comissura cerebral e neurônios dispersos na sua porção ântero-medial. O pró-cérebro mostrou-se repleto de neurônios globulosos FLI. Vários agrupamentos foram observados nos lobos pedal, pleural e comissural do pós-cérebro. Nos gânglios pedais houve intensa imunomarcação em agrupamentos neuronais localizados principalmente nas regiões posterior e lateral dos gânglios. Na região anterior foi observado um par de neurônios gigantes FLI. Uma distribuição homogênea de neurônios FLI foi observada por toda a extensão dos gânglios pleurais, com a exceção de apenas um neurônio grande localizado no gânglio pleural esquerdo. A diferença no tamanho dos dois gânglios parietais foi constatada também em M. oblongus. No hemigânglio esquerdo, o menor, foi identificado um neurônio gigante (300 µm). O gânglio direito apresentou um número maior de neurônios FLI, de tamanhos variados. O gânglio visceral foi a estrutura que mais apresentou neurônios grandes e gigantes por toda a sua extensão, com imunorreatividades variáveis. O par de gânglios bucais possuía agrupamentos neuronais FLI médios e grandes. Os neurônios gigantes não se mostraram imunorreativos, ou foram apenas levemente imunomarcados no trofospôngio. Na musculatura pediosa foram observadas fibras nervosas de diferentes calibres nas regiões dorsal, medial e ventral e sobre as células musculares. Identificaram-se gânglios nervosos nos pontos de intersecção dos ramos nervosos e malhas nervosas que formavam plexos nervosos nas regiões ventral e dorsal da musculatura pediosa de M. oblongus.

Resumo não disponível. / Malnutrition is a worldwide problem affecting millions of unborn and young children during the most vulnerable stages of brain development (1). All restriction of protein during the perinatal period of life can alter the development of mammalian fetus and have marked repercussions on development of the Central Nervous System (CNS). The brain is vulnerable to protein malnutrition with altered morphologic and biochemical maturation, leading to impaired functions. The focus of this study is to investigate [U-14C]glycine metabolism in malnourished rats submitted to pre- and postnatal protein deprivation (diet: 8% protein with addition and without addition of L-methionine) on glycine metabolism of rats (normonourished group: 25% protein). It was observed that protein malnutrition alters oxidation to CO2, conversion to lipids and protein synthesis from [U-14C]glycine in cerebellum of malnourished rats without addition of L-methionine on a diet at 7 and 21 days of postnatal life. Our results also indicate that protein malnutrition causes a retardation in the normally ordered progression of brain development, and the malnourished groups have smaller cells, reduction in cell numbers and smaller cerebellar weight comparing to the control group.

Consideráveis evidências demonstram que a qualidade do ambiente no início da vida influencia padrões de desenvolvimento que determinam a saúde e a produtividade do indivíduo ao longo da vida. Para estudar essa interação utilizamos o protocolo da manipulação neonatal que consiste em uma breve separação dos filhotes de sua mãe. Estudos demonstram que ratos submetidos a este procedimento apresentam quando adultos um aumento no consumo de alimento palatável, quando este é oferecido por um curto período de tempo, sem alterar o consumo de ração. Uma possibilidade para explicar este efeito seria que os ratos manipulados no período neonatal teriam alterações na memória relacionada ao consumo de alimento palatável. Desta forma, o objetivo desta tese foi avaliar os efeitos da manipulação neonatal sobre diferentes tipos de memória, relacionadas ou não ao alimento palatável, bem como parâmetros neuroquímicos que podem estar associados a alterações cognitivas, entre eles a atividade das enzimas Na+/K+-ATPase e acetilcolinesterase e os parâmetros do estresse oxidativo, considerando a possibilidade de diferenças sexo-específicas. Além disso, como o consumo aumentado de alimento palatável pelos animais manipulados no período neonatal é observado apenas após a puberdade, também avaliamos possíveis interações entre a manipulação neonatal e a remoção dos ovários antes da puberdade sobre a memória e sobre parâmetros neuroquímicos na idade adulta. Ninhadas de ratos Wistar foram manipuladas (10 min/dia, do 1o ao 10o dia após o nascimento) ou não. Na idade adulta foram avaliados os seguintes parâmetros: memória espacial, memória de hábito (associado ao alimento palatável) e aprendizado reverso (associado ou não ao alimento), assim como parâmetros neuroquímicos em machos e fêmeas. Ratas fêmeas manipuladas ou não no período neonatal também foram submetidas à cirurgia de remoção dos ovários ou apenas à cirurgia (sem remoção dos ovários) ou, ainda, não foram submetidas ao procedimento cirúrgico antes da puberdade e, quando adultas, foram avaliadas com relação à memória olfatória (associada ao alimento palatável) e à parâmetros neuroquímicos. Os mesmos parâmetros neuroquímicos também foram avaliados antes da puberdade em ratos jovens machos e fêmeas manipulados ou não no período neonatal. A manipulação neonatal (considerando ratos adultos) provocou um prejuízo na memória espacial em fêmeas mas não em machos, uma melhora na memória de hábito em fêmeas, um prejuízo no aprendizado reverso relacionado a este tipo de memória em machos e não alterou a memória olfatória em fêmeas. Além disso, no hipocampo de ratos adultos, aumentou o índice de quebras ao ADN em machos e em fêmeas reduziu a produção de óxido nítrico e aumentou a atividade da Na+/K+-ATPase. A manipulação neonatal também reduziu a relação superóxido dismutase/catalase no córtex pré-frontal e aumentou a atividade da Na+/K+-ATPase no bulbo olfatório de fêmeas adultas. Em ratos jovens, ela aumentou a atividade da Na+/K+-ATPase no bulbo olfatório e diminuiu a atividade da acetilcolinesterase no hipocampo de ratos machos. Nas fêmeas jovens, essa intervenção precoce diminuiu a atividade da glutationa peroxidase e também reduziu o conteúdo total de tióis no hipocampo. Conclui-se que a manipulação neonatal afetou os parâmetros avaliados nesta tese de forma sexoespecífica, sendo a memória espacial prejudicada em fêmeas manipuladas e a memória de hábito facilitada; nos machos, por sua vez, a manipulação neonatal parece levar a uma menor flexibilidade comportamental. Os efeitos neuroquímicos dependem do período da vida e da estrutura cerebral avaliada. Esta tese reforça a importância de considerar o gênero quando se avaliam os efeitos da manipulação neonatal, e contribui para o melhor entendimento de como intervenções precoces afetam a memória e parâmetros neuroquímicos ao longo da vida. / Considerable evidences show that the quality of the early life environment influences patterns of development that determine the health and productivity of the individual throughout life. To study this interaction we used the neonatal handling protocol that consists of a brief separation of pups from their mother. Studies show that rats submitted to this procedure show when adults an increased consumption of palatable food, when this is offered during a brief period of time, without changing the consumption of chow. One possibility to explain this effect would be that neonatal handled rats would have memory changes related to the consumption of palatable food. Thus, the aim of this thesis was to evaluate the effects of neonatal handling on different types of memory, related or not to palatable food, as well as neurochemical parameters that may be related to cognitive changes, as Na+/K+-ATPase and acetylcholinesterase enzyme activities and oxidative stress parameters, considering the possibility of sex-specific differences. In addition, since the increased consumption of palatable food by neonatal handled animals is observed only after puberty, we also evaluated possible interactions between the neonatal handling and the ovaries removal before puberty on memory and on neurochemical parameters in adulthood. Wistar rats’ litters were handled (10min/day, from the 1st to the 10th day after birth) or not. The following parameters were evaluated in adulthood: spatial memory, habit memory (related to palatable food) and reversal learning (related or not to food), as well as neurochemical parameters in males and females. Female rats handled or not in the neonatal period were also submitted to the ovaries removal surgery or only to the surgery (without removal of ovaries) or, still, were not submitted to the surgical procedure before puberty and, when adults, were evaluated in relation to the olfactory memory (related to palatable food) and to neurochemical parameters. The same neurochemical parameters were also evaluated before puberty in neonatal handled or not female and male juvenile rats. Neonatal handling (considering adult rats) led to impairment in females’ spatial memory but not in males, improvement in habit memory in females, impairment in reversal learning related to this type of memory in males and did not change olfactory memory in females. In addition, in the hippocampus of adult rats, increased the DNA breaks index in males and in females reduced the nitric oxide production and increased the Na+/K+-ATPase activity. Neonatal handling also reduced the superoxide dismutase/catalase ratio in the prefrontal cortex and increased Na+/K+-ATPase activity in the olfactory bulb of adult females. In juvenile rats, it increased the Na+/K+-ATPase activity in the olfactory bulb and decreased the acetylcholinesterase activity in the hippocampus of male rats. In juvenile females, this early intervention decreased glutathione peroxidase activity and also decreased the total thiol content in the hippocampus. In conclusion, neonatal handling affected the parameters evaluated on this thesis in a sex-specific manner, with impairment in females’ neonatal handled spatial memory and improvement in habit memory; on the other hand, in males, neonatal handling seems to lead to a lower behavioral flexibility. The neurochemical effects depend on the period of life and on the cerebral structure evaluated. This thesis reinforces the importance of considering the gender when evaluating neonatal handling effects, and contributes to a better understanding of how early interventions affect memory and neurochemical parameters throughout life.

O AVE é uma doença com alto índice de mortalidade no Brasil. Grande parte dos sobreviventes desta patologia permanece com algum tipo de incapacidade sensório-motora, mesmo após o tratamento de reabilitação. Evidências têm sugerido que a reabilitação por meio da realização de tarefas motoras de habilidade podem induzir mudanças comportamentais e neurológicas em animais submetidos à lesão no SNC. Estas mudanças também têm sido observadas em animais que realizam o transplante de células-tronco mesenquimais, uma vez que essas células apresentam grande capacidade proliferação e diferenciação, propiciando melhora do micro-ambiente em acometimentos patológicos do SNC. Desta forma, o objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos da terapia com células-tronco mesenquimais derivadas de polpa de dente humano em ratos submetidos à isquemia focal e tratamento de reabilitação por meio da realização da tarefa de habilidade do alcance. Para tanto, 60 ratos Wistar adultos foram inicialmente adaptados à tarefa de habilidade ao longo de uma semana e distribuídos aleatoriamente nos seguintes grupos experimentais: Sham: n=12, Isquemia-Veículo: n=12, Isquemia-Célula: n=12, Isquemia-Veículo-Tarefa: n=12 e Isquemia-Célula-Tarefa: n=12. Após, os mesmos foram submetidos à cirurgia de indução de isquemia focal por meio da administração de endotelina-1 no estriado e no córtex motor ou veículo (salina). Uma semana após a isquemia focal foi realizado a injeção intra-cardíaca de células tronco-mesenquimais nos grupos IC e ICT, e de veículo nos grupos S, IV e IVT. O tratamento de reabilitação para os grupos ICT e IVT teve início 24h após o transplante celular, sendo realizado ao longo de 2 semanas. Os animais dos grupos S, IV e IC não realizaram nenhum tipo de tarefa motora como forma de reabilitação. Os animais foram testados no teste do cilindro quanto ao desempenho sensório-motor nos períodos pré-cirurgia, pós-cirurgia e pós-tratamento. Encerrado o período de tratamento, os animais foram profundamente anestesiados e tiveram seus encéfalos processados para análise morfológica. Os resultados demonstraram que a terapia celular por infusão de células-tronco mesenquimais (CTMs), derivadas de polpa de dente decíduo humano não foi é capaz de potencializar a recuperação sensório-motora em animais submetidos à isquemia focal. Foi evidenciado que os animais que realizaram a tarefa de habilidade, independente do transplante celular, apresentaram melhor recuperação funcional, além da diminuição da área encefálica lesada. Também foi possível observar a presença das CTMs, células GFAP+ e NeuN+ na região de penumbra isquêmica, com pouca co-localização. Com base nesses resultados, concluímos que a tarefa motora de habilidade, utilizada como forma de reabilitação, tem potencial para induzir redução da área de infarto isquêmico e recuperação da motricidade ampla quando administrada isoladamente ou em conjutno ao transplante celular de CMTs. / Stroke is a disease with high mortality rate in Brazil. Most survivors of this disease remains some kind of sensory or motor disabilities, even after rehabilitation treatment. Evidence has suggested that rehabilitation by performing motor tasks of skill can induce behavioral changes and neurological damage in animals submitted to the CNS. These changes have also been observed in animals that carry out the transplantation of mesenchymal stem cells, since these cells have great capacity proliferation and differentiation, providing improved micro-environment in pathological affections of the CNS. Thus, the purpose of this study was to evaluate the effects of therapy with mesenchymal stem cells derived from human tooth pulp in rats subjected to focal ischemia and treatment of rehabilitation by performing the skill task reach. For this purpose, 60 adult Wistar rats were initially adapted to the task of skill over a week and randomly distributed in the following experimental groups: Sham: n = 12, Ischemia-Vehicle: n = 12, ischemia-Cell: n = 12, Ischemia-Task-Vehicle: n = 12 and Ischemia-Cell-Task: n = 12. After, they underwent surgery to induce focal ischemia by administration of endothelin-1 in the striatum and motor cortex or vehicle (saline). One week after focal ischemia was performed intra-cardiac injection of mesenchymal stem cells in groups IC and ICT, and vehicle groups S, IV and IVT. The rehabilitation treatment for ICT and IVT groups began 24 hours after cell transplantation, being conducted over two weeks. The animals in groups S, IV and IC did not perform any type of motor task as a form of rehabilitation. The animals were tested in the cylinder test and sensorimotor performance in the pre-surgery, post-surgery and post-treatment. Concludes the treatment, the animals were deeply anesthetized and their brains were processed for morphological analysis. The results showed that cell therapy by infusion of mesenchymal stem cells (MSCs) derived from human deciduous tooth pulp was not able to enhance sensorimotor recovery in animals subjected to focal ischemia. It was shown that the animals performed the task of skill, independent of cell transplantation showed better functional recovery, and decreasing the area of injured brain. It was also possible to observe the presence of MSCs, cells GFAP+ and NeuN+ in the region of ischemic penumbra, with little colocalization. Based on these results, we conclude that the motor skill task, used as a form of rehabilitation, has the potential of reducing the area of ischemic infarction and recovery of motor function when administered alone or wide conjutno cell transplantation in the CMTs.

A aquaporina-4 (AQP-4) é o principal canal de água localizado no sistema nervoso central (SNC). Durante o aumento do potássio (K+) extracelular, a captação de K+ pelos astrócitos está provavelmente associada com o co-transporte de água. Neste caso, a AQP-4 poderia servir como uma rota de saída para a água, e isto seria vantajoso para a liberação de K+ se a permeabilidade à água da AQP-4 fosse aumentada pela alta concentração de K+ extracelular. Diversos estudos demonstraram a sobreposição da expressão ontogenética de AQP-4 e do canal retificador interno de K+ Kir 4.1, sugerindo uma associação molecular da AQP-4 e Kir 4.1 no tamponamento espacial do K+, o que facilitaria o movimento de água através da membrana plasmática. A S100B é uma proteína expressa e secretada no SNC principalmente por astrócitos, que possui efeitos neurotróficos quando expressa em concentrações nanomolar (nM) e efeitos neurotóxicos quando presente em concentrações micromolar (μM). Foi demonstrado um aumento compensatório na AQP-4 em resposta a superexpressão de S100B, no entanto ainda não foi demonstrado se a AQP-4 ou os canais Kir 4.1 podem modular a secreção de S100B. Além disso, há poucos relatos sobre as alterações da expressão de AQP-4 e Kir 4.1 ao longo do desenvolvimento cerebral. Nós investigamos se a secreção de S100B é alterada em fatias hipocampais de ratos com diferentes idades (15, 30, 45, 60 e 90 dias) expostas à inibidores de AQP-4 e Kir 4.1 e se ocorrem alterações na expressão de AQP-4 e Kir 4.1 em cérebros de ratos com 15, 30, 60 e 90 dias. Observamos um aumento na secreção de S100B em hipocampos de ratos mais jovens expostos a acetazolamida (AZA) e tetraetilamônio (TEA), inibidores de AQP-4, e uma diminuição na secreção de S100B em hipocampo de ratos expostos a cloreto de bário (BaCl2), inibidor de Kir 4.1. Também encontramos uma diminuição na expressão de AQP-4 nos hipocampos de ratos com 60 e 90 dias quando comparados com os mais jovens e uma diminuição na expressão de Kir 4.1 em animais de 90 dias. Apesar da AQP-4 e Kir 4.1 estarem co-localizadas e apresentarem um padrão de expressão similar, o mecanismo pelo qual estas proteínas modulam a secreção de S100B parece ser independente. / The aquaporin-4 (AQP-4) is the main water channel located in the central nervous system (CNS). During the increase of extracellular potassium (K+), this is take up by astrocytes and probably is associated with the co-transport of water. In this case, the AQP-4 could serve as an exit route for the water, and it would be advantageous for the release of K+ if the permeability to water of AQP-4 was increased by high extracellular K+ concentration. Several studies have demonstrated the overlap between ontogenetic expression of AQP-4 and inwardly rectifying K+ channel Kir 4.1, suggesting a molecular association of AQP-4 and Kir 4.1 in the K+ spatial buffer, which facilitates the trespass of water across the plasma membrane. The S100B protein is expressed and secreted by astrocytes in the CNS, which has neurotrophic effects when expressed in the nanomolar (nM) concentrations and neurotoxic effects when present at concentrations micromolar (μM). It has been shown a compensatory increase in AQP-4 in response to overexpression of S100B, but has not yet been demonstrated if the AQP-4 channels or Kir 4.1 may modulate the secretion of S100B. In addition, there are few reports showing changes in the expression of Kir 4.1 and AQP-4 along the developing brains. We investigated whether S100B secretion is altered in hippocampal slices from rats with different ages (15, 30, 45, 60 and 90 days old) exposured to inhibitors of AQP-4 and Kir 4.1 and if there are changes in the expression of AQP-4 and Kir 4.1 in brain of 15, 30, 60 and 90-days old rats. We observed an increase in S100B secretion in hippocampus of younger rats exposed to tetraethylammonium (TEA) and acetazolamide (AZA), AQP-4 inhibitors and a decrease in the secretion of S100B in hippocampus of rats exposed to barium chloride (BaCl2), an inhibitor of Kir 4.1. We also found a decrease in AQP-4 expression in hippocampus of rats with 60 and 90 days old when compared with younger rats and a decrease in the expression of Kir 4.1 in 90-days old animals. Despite the Kir 4.1 and AQP-4 are co-located and present a similar pattern of expression, the mechanism by which these proteins modulate S100B secretion seems to be independent

A esclerose múltipla é a principal doença desmielinizante do sistema nervoso central (SNC). É considerada a principal causa de incapacidade neurológica em adultos jovens. O comprometimento cognitivo é muito comum nessa doença, envolvendo o aprendizado, a memória e a organização cortical do movimento, funções vitais que são reguladas pelo sistema colinérgico. O modelo de desmielinização tóxica induzida pelo brometo de etídio (BE) foi utilizado neste estudo, para avaliar a atividade da enzima acetilcolinesterase (AChE) no estriado (ST), hipocampo (HP), córtex cerebral (CC), hipotálamo (HY) e ponte (PN) associado ao tratamento com interferon beta (IFN-b), ciclosporina A (CsA), vitamina E (vit E) e ebselen (Ebs). Além disso, também foi investigado o efeito in vitro do BE na atividade da AChE, juntamente com os parâmetros cinéticos dessa enzima no ST, HP, CC e CB de ratos adultos. Os resultados demonstraram que o BE inibiu significativamente a atividade da AChE no ST, HP, CC e CB nas concentrações de 0,00625, 0,0125, 0,025, 0,05 e 0,1mM e a análise dos dados cinéticos mostraram uma inibição do tipo incompetitiva no ST, HP e CC, enquanto no CB a inibição foi do tipo mista. No estudo in vivo, foi observado uma inibição na atividade da AChE no CC, ST, HP, HY, PN e CB nos diferentes períodos avaliados pós-injeção do BE (3, 7, 15, 21 e 30 dias). Quando ratos desmielinizados com BE foram tratados com IFN-b e CsA, não houve alteração na atividade dessa enzima. Por outro lado, o tratamento com Vit E e Ebs foram capazes de aumentar a atividade da AChE no ST, CC e HP. Estudos imuno-histoquímicos demonstraram que nos ratos tratados com Vit E e Ebs as lesões induzidas pelo BE foram menores, sugerindo que estes compostos interferem no desenvolvimento de lesões desmielinizantes. Foi também avaliado o efeito per se do IFN-b, da CsA, da Vit E e do Ebs na atividade da AChE, os quais demonstraram um efeito inibitório sobre a atividade dessa enzima. Em plaquetas de ratos desmielinizados, foi observado uma diminuição na atividade da NTPDase e o tratamento com a Vit E e o Ebs modularam a hidrólise dos nucleotídeos de adenina. O presente trabalho demonstrou que o BE é um potente inibidor da atividade da AChE in vitro e os resultados in vivo demonstraram que a atividade dessa enzima está alterada após um evento de desmielinização tóxica no SNC. Os resultados deste estudo ajudaram a confirmar que drogas utilizadas no tratamento de pacientes com esclerose múltipla tais como o IFN-b e a CsA causam efeitos na atividade da AChE. A Vit E e o Ebs, além de demonstrarem uma interação com a neurotransmissão colinérgica, também modularam a hidrólise dos nucleotídeos de adenina em plaquetas de ratos, contribuindo no controle da coagulação plaquetária em processos desmielinizantes. Neste contexto, sugere-se que o IFN-b, a CsA, a vitamina E e o ebselen podem ser investigados em estudos futuros com a intenção de encontrar uma melhor terapia para beneficiar pacientes com patologias desmielinizantes. / Multiple sclerosis is the main demyelinating disease of the central nervous system (CNS). It is the most common cause of neurological disability among young adults. The cognitive impairment is very commum in this illness, involving learning, memory and cortical organization of the movement, vital functions regulated by the cholinergic system. The model of toxic demyelination induced by ethidium bromide (EB) was used to evaluate brain acetylcholinesterase (AChE) activity in the striatum (ST), hippocampus (HP), cerebral cortex (CC), cerebellum (CB), hypothalamus (HY) and pons (PN), associated with treatment with interferon beta (IFN-b), ciclosporine A (CsA), vitamin E (Vit E) and ebselen (Ebs). In addition, the per se effect of EB on AChE activity was studied in vitro together with the kinetic parameters of this enzyme in the ST, HP, CC and CB of adult rats. The results showed that EB in vitro significantly inhibited AChE activity in the ST, HP, CC and CB at concentrations of 0.00625, 0.0125, 0.025, 0.05 and 0.1mM. The kinetic analysis demonstrated an uncompetitive inhibition in the ST, HP and CC, whereas in the CB the inhibition type was mixed. In relation to the in vivo results, AChE activity was inhibited after demyelination by EB in the CC, ST, HP, HY, PN and CB at the post-injection points of time evaluated (3-7-15-21 and 30 days). When demyelinated rats were submitted to the treatment with IFN-b and CsA, the results demonstrated that these compounds did not alter AChE activity. However, Vit E and Ebs were able to increase AChE activity in the ST, CC and HP. In addition, immunohistochemistry studies demonstrated that in Vit E and Ebs treated rats, the lesions induced by EB were smaller suggesting that these compounds somehow interfered in the development of the lesions. The per se effect of IFN-b, CsA, Vit E and Ebs were also evaluated, demonstrating that these compounds have an inhibitory effect on AChE activity. Platelets of the demyelinated rats demonstrated a reduction in NTPDase activity and the treatments with Ebs and Vit E modulated adenine nucleotide hydrolysis. The present investigation demonstrated that EB is a strong inhibitor of AChE activity in vitro and the results in vivo showed that the activity of this enzyme is altered after an event of toxic demyelination in the CNS. The results this study help the confirm that drugs used in the treatment of the patients with multiple sclerosis such as IFN-b and CsA cause effects in the AChE activity. The Vit E and Ebs besides of interaction with the cholinergic neurotransmission also modulated adenine nucleotide hydrolysis in platelets of the rats, contributing to the control of the platelet coagulant status in the demyelinating process. In this context, we can suggest that IFN-b, CsA, Vit E and Ebs may be investigated in future studies with the intention of finding a better therapy for to improve patients with demyelinating pathologies.

O presente estudo teve como objetivo caracterizar e comparar os diferentes padrões de disparo dos neurônios de CA1 de ratos (controles e com epilepsia induzida pela pilocarpina) e de hipocampo humano cirurgicamente removido para o tratamento da epilepsia do lobo temporal refratária. Em nosso estudo, identificamos os padrões RS (do inglês “regular-spiking”), IB (do inglês “intrinsic bursting”), ROB (do inglês “repetitive oscillatory bursting”) e FS (do inglês “fastspiking”). O padrão FS foi observado somente no tecido humano. De acordo com a freqüência instantânea, observamos diferentes graus de acomodação nos padrões RS, IB e ROB: 1- neurônios que apresentaram acomodação rápida, FRS, FROB (F-do inglês fast), 2- acomodação lenta, SRS, SROB (S-do inglês slow), 3- com acomodação, aIB (a- do inglês accommodation); 4- neurônios sem acomodação WROB e WIB (W-do inglês without) e 5- com latência para o primeiro disparo, LRS (L- do inglês late). O padrão WROB foi observado em ratos controles e tecido humano. O padrão WIB foi observado em ratos epilépticos e tecido humano. O padrão LRS foi encontrado exclusivamente no tecido humano. O estudo comparativo das propriedades elétricas passivas revelou alterações nas propriedades do padrão SRS, entre controles e tecido epiléptico. Além disso, foi observado que a população de neurônios IB estava elevada em ratos tratados com pilocarpina com relação aos controles. Já no tecido humano, esta população estava reduzida. Nossos resultados sugerem que no modelo de epilepsia da pilocarpina e na epilepsia temporal humana ocorram processos de seletividade neuronal distintos. Além disso, este trabalho é pioneiro na caracterização criteriosa dos padrões de disparo neuronal não só em CA1 de roedores, mas principalmente no tecido RESUMO 172 humano. Identificar e caracterizar os disparos neuronais de CA1 humano pode ser a chave para a compreensão da interação entre os neurônios na formação dos circuitos neuronais e maior conhecimento da epileptogênese temporal. / The aim of the present study was to characterize and compare the firing patterns of neurons from the CA1 region of rats (control and pilocarpine-treated) and patients submitted to the surgical removal of part of the hippocampus to treat refractory temporal lobe epilepsy. We identified the following patterns: RS (regular-spiking), IB (intrinsic bursting), ROB (repetitive oscillatory bursting) and FS (fast-spiking). FS was observed only in human tissue. Based on the instantaneous frequency, we found different degrees of accommodation in patterns RS, IB and ROB. 1- neurons with fast accommodation: FRS, FROB (Ffast), 2- slow accommodation: SRS, SROB (S-slow,) 3-with accommodation: aIB (a-accommodation); 4- without accommodation: WROB and WIB (W- without) and 5-latency for the first spike: LRS (L- late). WROB cells were observed in control animals and human tissue. WIB neurons were detected in pilocarpinetreated animals and human tissue. LRS neurons were only found in human tissue. Comparison of passive electrical properties revealed alterations in the properties of SRS neurons between control and pilocarpine-treated animals. In addition, we observed that the population of neurons presenting activity bursts was increased in pilocarpine-treated rats when compared to controls. In human tissue, this population was reduced. Our results suggest that different processes of neuronal selection occur in the pilocarpine epilepsy model and in human temporal epilepsy. Furthermore, this study is the first to characterize in detail the firing patterns not only in rodent CA1 but, particularly, in human tissue. Identifying and characterizing firing patterns in human CA1 might be the key to understand the way neurons interact to form neuronal circuits, something that surely will enlarge our knowledge about the pathophysiology of epilepsy.