Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / Las hormonas tiroideas T3 y T4 son fundamentales para el desarrollo del SNC del feto y del recién nacido. La hipotiroxinemia materna es una patología asintomática caracterizada por la reducción de los niveles plasmáticos de T4 de la madre. Se ha demostrado en los humanos que cuando la hipotiroxinemia materna ocurre durante los primeros 5 meses de gestación conduce posteriormente a daño cognitivo irreversible en su hijo. Este daño es observado como déficit atencional hasta retardo mental severo. Existe abundante evidencia en la literatura que demuestra la participación de la neurotransmisión glutamatérgica y la acción de las neurotrofinas del telencéfalo en procesos que subyacen fenómenos cognitivos complejos, como son la memoria y el aprendizaje. Según estas evidencias se basó la hipótesis de mi memoria que propone que la hipotiroxinemia materna durante el primer período de gestación, afecta la composición proteica de la densidad postsináptica (DPS) de las neuronas glutamatérgicas del teléncefalo de ratas Sprague-Dawley. Por lo tanto, el objetivo general de la presente memoria fue estudiar la composición de las principales proteínas que forman parte de la DPS. La hipotiroxinemia materna se indujo a ratas preñadas, mediante la administración de Metimazol al 0,02% en el agua de beber durante los días E12-E15 de gestación. Se determinaron las concentraciones plasmáticas de hormonas tiroideas y TSH con la finalidad de corroborar que se indujo hipotiroxinemia. Los telencéfalos de las camadas obtenidas fueron analizados a los 2 meses de edad. Se procedió a analizar la expresión total y su presencia en la DPS de los receptores glutamatérgicos y de los receptores para las neurotrofinas. Los resultados obtenidos muestran que la hipotiroxinemia materna temprana aumenta en la descendencia la expresión del receptor tirosina kinasa B (TrkB) en el telencéfalo y el contenido de éste en el complejo de proteínas que conforma la DPS. Consecuente con este resultado se observó un aumento de neuronas 6 con migración aberrante en el hipocampo que marcaban positivo para TrkB. Además, se observó cambio significativo en la expresión total en el telencéfalo de la subunidad del receptor N–metil–D-aspartato (NMDA), NR1 y de la proteína estructural de la densidad postsináptica PSD95, sin observarse cambios significativos en el contenido de estas proteínas en la DPS. Todos estos resultados que fueron significativamente diferentes con respecto al control, fueron revertidos cuando a las ratas madres que se les indujo hipotiroxinemia recibieron una inyección de T4. Nuestros resultados muestran que efectivamente la hipotiroxinemia que ocurre en el periodo de gestación afecta la expresión de proteínas importantes para la sinapsis glutamatérgica y afecta la composición de la DPS posteriormente en el estado adulto de la descendencia. Basados en el análisis de nuestros resultados podemos sugerir que el deterioro cognitivo observado en estos animales puede deberse en parte a la alteración de la expresión y/o composición de los receptores glutamatérgicos y neurotrofinas en el telencéfalo. Palabras clave: Hormonas tiroideas, sinapsis glutamatérgica, neurotrofina, telencéfalo / Proyecto FONDECYT 1040349.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Neurociências / Made available in DSpace on 2012-10-23T03:34:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 238395.pdf: 1566108 bytes, checksum: 2d17804e5f120f0c40415fc3ca1b8adb (MD5) / O objetivo do estudo foi verificar a ação da homocisteína (HC) e do ácido fólico (AF), isoladamente e em conjunto, no desenvolvimento embrionário, com ênfase no padrão morfológico, neurulação e estrutura organizacional do telencéfalo (TEL) e medula espinhal embrionária (ME); para tanto, utilizamos o modelo de Gallus domesticus. Foram constituídos 5 grupos experimentais: 2 controles # Controle Fechado (GC1) e Controle Salina (GC2) # e 3 tratados # HC (G3), HC e AF (G4) e AF (G5), cada um com N=10. Ovos fertilizados foram numerados, pesados e incubados em estufa apropriada (38°C e 65% de umidade). Após 32 horas (8-9HH), foram retirados da estufa e efetuouse uma abertura na face superior mediana do ovo (1,5cm de diâmetro). Esta permitiu a visualização do embrião e o tratamento: 25Yl de salina (GC2), 10Ymol de D,L-HC/25Yl de salina (G3), 0,5Yg de AF+10Ymol de D,L-HC/25Yl de salina (G4) e 0,5Yg de AF/25Yl de salina (G5). Concluída a manipulação, a abertura era fechada com filme PVC atóxico e o ovo recolocado na estufa. O GC1 não foi submetido aos procedimentos de abertura e tratamento. Após 96 horas (23-25HH), os embriões foram dessensibilizados à 4°C e posteriormente analisados ao estereomicroscópio, para detecção de alterações do padrão morfológico, determinação do estágio de desenvolvimento (HH) e mensuração cefálica e corporal (14, 20 e 30X). Em seguida, foram fixados em formol 10% (24h) e conservados em etanol 70%, tendo a massa corporal aferida após 5 dias. A região cefálica e truncal dos embriões foi preparada para microscopia, e os cortes (8Ym) foram submetidos às técnicas de hematoxilina-eosina (HE), para descrição geral e posterior morfometria das camadas celulares do TEL e ME, e quantificação celular da notocorda e mesoderma apical à ME; técnica de Hoescht (33258), para evidenciar células em apoptose; e técnicas imuno-histoquímicas, para localizar dos filamentos intermediários vimentina e GFAP. A partir da análise estereomicroscópica, foi possível identificar que a porcentagem de embriões que apresentaram padrão morfológico normal foi de 100% em GC1 e GC2, e de 70% em G5. Já em G3 e G4 a porcentagem foi de 20 e 30%, respectivamente, e a diferença significativa entre estes dois e os demais grupos. Através da análise morfométrica realizada nos embriões, observamos que os grupos GC1 e GC2, geralmente, apresentaram valores médios superiores aos demais grupos tratados, com exceção de G5, que exibiu médias semelhantes a dos grupos controle. Em contrapartida, G3 exibiu quase sempre as menores médias, embora as diferenças não fossem significativas. Comportamento semelhante foi apresentado, quanto à morfometria das camadas celulares # ventricular e do manto #, tanto do TEL, quanto da ME. A espessura média destas camadas, foi, quase sempre, significativamente superior nos grupos controle em comparação aos grupos G3 e G4. Os cortes da região truncal exibiram abertura da região apical da ME # G4 # acompanhada de falha na fusão do mesoderma apical à ME # G3. Através das técnicas imunohistoquímicas, foi possível identificar diferenças na intensidade e localização dos filamentos intermediários vimentina e GFAP, tanto no TEL quanto na ME e adjacências, entre os grupos controle (GC1 e GC2) e tratados (G3, G4 e G5). Com relação à apoptose, foi possível evidenciá-la, no TEL e ME, somente em G4. Portanto, o tratamento com HC (G3) foi o que mais interferiu, tanto no padrão morfológico, quanto na estrutura organizacional do TEL e ME. Já o tratamento com AF (G5) não interferiu, de forma significativa, nestes mesmos parâmetros. E o AF, administrado concomitantemente com a HC (G4), não foi capaz de anular os efeitos nocivos desta substância, provavelmente, em decorrência da imaturidade metabólica dos embriões. The objective of the study was to verify the action of homocysteine (HC) and folic acid (AF), separately and in set, in the embryonic development, with emphasis in morphologic pattern, neurulation and organization of telencephalon (TEL) and embryonic spinal cord (SP); for this, we used the model of Gallus domesticus. Five experimental groups had been constituted: 2 controls # Closed Control (CG1) and Saline Control (CG2) - and 3 treated - HC (G3), HC + FA (G4) and FA (G5), each one with N=10. Fertilized eggs had been numbered, weighed and incubated at 38°C and 65% humidity. After 32h in stove (8-9HH), a window was opened on the egg´s surface (1.5 cm diameter), that allowed the visualization of embryo and the treatment: 25Yl saline (CG2), 10Ymol D, L-HC/25Yl saline (G3), 0,5Yg FA + 10Ymol D, L-HC/25Yl saline (G4) and 0,5Yg AF/25Yl saline (G5). After egg window was closed with film atoxic PVC and the eggs returned for the incubator. The CG1was not submitted to the procedures of opening and treatment. After 96 hours (23-25HH) embryos were dessensibilized at 4°C, removed from egg and analyzed to stereomicroscope (20X), for detention of alterations of morphologic pattern, determination of development stage (HH) and morphometrical analysis (14, 20 and 30X). After the embryos were fixed in formaldehyde 10% (24h) and maintained in ethanol 70%. After the corporal mass was measuared and embryos were prepared for microscopy. The serial sections (8Ym) were submitted to techniques of Hematoxylineosin (HE), for general description, morphometrical analysis of the cellular layers of the TEL and SC, and cellular quantification of notochord and apical mesoderm; Hoescht (33258) to evidence cells in apoptose; and immunohistochemistry techniques to locate of intermediate filaments vimentin and GFAP. From the stereomicroscopical analysis it was possible to identify that the percentage of embryos that had showed normal morphologic pattern in GC1 and GC2 (100%) and in G5 (70%). Already in G3 and G4 the percentage was respectively of 20 and 30% with significant difference between these two and too much groups. In morphometrical analysis of the embryos we observe that CG1 and CG2 generally had showed superior average values when compared with too much groups, with exception of G5, that showed similar averages to control groups. On the other hand, G3 almost always showed the average inferiors even so the differences were not significant. Similar behavior was presented also in the morphometrical analysis of the cellular layers - ventricular and of the mantle -, as much of the TEL how much of SC. The average thickness of these layers was almost always significantly superior in the control groups when compared with groups G3 and G4. The slices of the trunk region had shown opening of the apical region of SC - G4 # and also failure in the fusion of the apical mesoderm - G3. Through immunohistochemistry techniques it was possible to identify differences in the intensity and localization of intermediate filaments vimentin and GFAP between the control groups (GC1 and GC2) and treated groups (G3, G4 and G5), as much in the TEL how much in SC and surroundings. Apoptosis had been evidenced only in the TEL and SC of G4. The treatment with HC (G3) interfered more, as much in morphologic pattern how much in organization of TEL and SC. Although treatment with FA (G5) did not interfere of significant form in these same parameters, when managed in set with HC (G4), it was not capable to annul the harmful effect of this substance, probably due to metabolic immaturity of embryos.

A atribuição da percepção da dor pelos peixes é um assunto controverso no meio científico. Alguns autores associam a percepção da dor a estruturas neocorticais que estão ausentes em peixes. Entretanto, estudos recentes têm demonstrado que os peixes são capazes de perceber e responder a estímulos nocivos de maneira semelhante ao que é observado em mamíferos, sendo estas respostas sensíveis à administração de morfina. Além disso, estudos pioneiros de nosso laboratório demonstraram a existência de um sistema analgésico endógeno em peixes. O objetivo deste estudo foi avaliar se este sistema analgésico endógeno pode ser ativado pelo estresse. A natureza neuroquímica deste sistema e a participação de uma região telencefálica, o telencéfalo dorsomedial (Dm), na modulação da antinocicepção também foram investigados. Nossos dados demonstram que o estresse de restrição de 3 e 5 minutos de duração inibe a resposta comportamental à injeção subcutânea de formalina a 3% na região da nadadeira adiposa no peixe Leporinus macrocephalus, sugerindo que este procedimento é capaz de ativar um sistema antinociceptivo endógeno. Além disso, a antinocicepção induzida pelo estresse de restrição de 3 e 5 min é de curta duração, sendo observada apenas por 5 min após o término da restrição. A análise da natureza neuroquímica da antinocicepção induzida pelo estresse de restrição revelou participação do sistema opióde e canabinoide na modulação desta resposta. O tratamento prévio com injeção intraperitoneal de naloxona (30 mg.kg-1), um antagonista opioide não seletivo, bloqueou a antinocicepção induzida pela restrição de 3 min de duração, mas não foi capaz de inibir a antinocicepção induzida pela restrição de 5 min de duração. Já o tratamento prévio com injeção intraperitoneal de AM251 (3 mg.kg-1), um antagonista de receptores canabinoides tipo 1, bloqueou a antinocicepção induzida pelo estresse de restrição de 3 e 5 min de duração, sugerindo que o sistema canabinoide desempenha um papel fundamental na antinocicepção induzida por esta modalidade de estresse na espécie estudada. Nosso estudo também demonstrou que a região do telencéfalo dorsomedial está envolvida na modulação da antinocicepção induzida pelo estresse de restrição no peixe L. macrocephalus. A microinjeção de midazolan (40 e 80 nmol), um agonista de receptores benzodiazepínicos, no telencéfalo Dm bloqueou a antinocicepção induzida pela restrição de 3 e 5 min de duração. Além disso, o tratamento prévio com flumazenil (80 e 160 nmol), um antagonista específico de receptores benzodiazepínicos, inibiu os efeitos do tratamento com midazolan, demonstrando que o bloqueio da antinocicepção promovido pelo midazolan ocorre pela ativação específica dos receptores benzodiazepínicos. Juntos estes resultados trazem novas perspectivas acerca do entendimento sobre a percepção nociceptiva em peixes. Este é o primeiro trabalho que traz evidências acerca da existência de um sistema de modulação da dor ativado pelo estresse e demonstra a participação de uma região encefálica específica na modulação desta antinocicepção. Estes resultados indicam que as vias analgésicas endógenas em peixes são ativadas de maneira semelhante aos mamíferos, sugerindo que estes animais possuem um processamento complexo da informação nociceptiva. / The assignment of pain perception by fish is controversial among scientists. Some authors associate the pain perception to neocortical structures that are absent in fish. However, recent studies have shown that fish are able to perceive and respond to noxious stimuli, similar to observed in mammals, and this responses are sensitive to morphine administration. Furthermore, pioneering studies from our laboratory have demonstrated the existence of an endogenous analgesic system in fish. This study aimed to evaluate if this endogenous analgesic system can be activated by stress, the neurochemical nature of this system and involvement of a telencephalic region, the dorsomedial (Dm) telencephalon, in the antinociception modulation. Our data demonstrate that 3 and 5 min of restraint stress inhibits the behavioral response to subcutaneous injection of formalin 3 % in the adipose fin in the fish Leporinus macrocephalus, suggesting that this procedure can activate an endogenous antinociceptive system. Furthermore, stress-induced antinociception induced by 3 and 5 min of restraint is short, with the antinociceptive effects being observed only for 5 min after the restriction. The analysis of the neurocheamical nature of antinociception induced by restraint stress revealed the involvement of opioid and cannabinoid systems in the modulation of this response. The pre-treatment with intraperitoneal injection of naloxone (30 mg.kg-1), a non-selective opioid receptors antagonist, blocked the antinociception induced by 3 min of restraint, but was not able to inhibit the antinociception induced by 5 min of restraint. The pre-treatment with intraperitoneal injection of AM251 ( 3 mg.kg-1), a type 1 cannabinoid receptors antagonist, blocked the stress-induced antinociception promoted by 3 and 5 min of restraint, suggesting that the cannabinoid system plays a critical role in this type of stress-induced antinociception in the studied species. Our study also showed that the dorsomedial telencephalon is involved in the modulation of stress-induced antinociception in fish L. macrocephalus. The microinjection of midazolan (40 and 80 nmol), a benzodiazepine receptors agonist, in the Dm blocked the stress-induced antinociception promoted by 3 and 5 min of restraint. Furthermore, pre-treatment with flumazenil (80 and 160 nmol), a benzodiazepine receptors selective antagonist, inhibited the effects of the midazolan treatment, demonstrating that the antinociception blockade by midazolan is promoted by specific activation of benzodiazepine receptors. Together these results provide new insights on the understanding of nociceptive perception in fish. This is the first study that demonstrates evidence for the existence of a pain modulation system activated by stress in fish and demonstrates the involvement of a specific brain region in the modulation of this antinociception. These results indicate that the endogenous analgesic pathways in fish are activated in a similar manner to mammals, suggesting that these animals have a complex processing of nociceptive information.

For the last twenty years, a large number of data has been provided in favor of the hypothesis of new neurons being generated throughout the entire lifespan of some groups of animals. This phenomenon is known as postnatal neurogenesis. However, the physiological relevance of the increase in the neuronal population of some brain areas is not yet clear. In this sense, reptiles seem to be useful models for the study of postnatal neurogenesis and neuronal regeneration. The tropical lizards Tropidurus hispidus were shown to be examples of that, since they form new neurons throughout their entire lifespan. However, data on neuroanatomy and neurogenesis of this species have not yet been fully provided. Therefore, the aims of this study were to characterize the neuroanatomy and neuromorphology, to study the distribution of zinc terminal areas, to verify the neuronal proliferation pattern of these lizards when under different temperatures and to describe proliferative areas and neuronal migration pathways of the T. hispidus telencephalon. We used the Nissl technique to characterize anatomy; Golgi impregnations to characterize neuronal morphology; Neo-Timm histochemistry to detect zinc terminals; Doublecortin (DCX) immunohistochemistry as a marker of neuronal proliferation; NeuN immunohistochemistry to detect mature neurons; Glial fibrillary acidic protein (GFAP) to detect glia; and 5-bromodioxiuridine (BrDU) to detect cellular divisions. Our results show that T. hispidus lizards have at least ten different neuronal types in their cortical areas: granular (uni-, bi- and multipolar), pyramidal (normal, inverted, open, bipyramidal and horizontal), spherical horizontal and fusiform. Furthermore, we verified that the zinc-positive regions were in cortical areas, septum, striatum and amygdaloid complex. BrDU immunohistochemistry showed that in lizards maintained in warm temperatures (28oC), new cells were evenly distributed in the ventricle walls and in the nervous parenchyma. In cold temperatures (16oC), new cells concentrated near ventricle walls. The number of new cells, however, was not different between groups. This suggested that temperature changes may impair migration but not formation of new cells. DCX immunohistochemistry showed that there are four main neurogenic foci in T. hispidus: lateral, septomedial, ventral and terminal sulci. We further observed the existence of four patterns of neuronal migration: radial, rostraltangential (similar to the mammalian rostral migratory stream), caudal-tangential and commissural. Therefore, these data seem to support the hypothesis that the Tropiduridae family is important to understanding mechanisms of postnatal neurogenesis, and is useful to future studies on comparative neurobiology. / Nos últimos vinte anos, um grande número de evidências vem se acumulando em favor da hipótese de que novos neurônios são gerados durante toda a vida de alguns grupos de animais vertebrados. Este fenômeno é conhecido como neurogênese pós-natal. Todavia, ainda não está claro o significado fisiológico do aumento da população neuronal em diferentes áreas cerebrais. Os répteis parecem constituir uma classe de animais favoráveis para o estudo de neurogênese pós-natal e regeneração neuronal. A espécie de lagarto tropical Tropidurus hispidus é um exemplo disso, uma vez que apresenta formação de novos neurônios durante toda sua vida, por outro lado, as informações a cerca dos padrões neuroanatômicos e de neurogênese dessa espécie ainda não estão totalmente elucidados. Dessa forma, objetivou-se inicialmente realizar a caracterização neuroanatômica e neuromorfológica do telencéfalo do lagarto T. hispidus como também estudar a distribuição das áreas ricas em terminais de zinco. Além disso, verificar o padrão de proliferação neuronal quando submetidos a alterações térmicas e também descrever as áreas proliferativas e as vias de migração neuronal no telencéfalo desses animais. Para o estudo foram utilizadas as técnicas histoquímica de coloração de Nissl com a finalidade de caracterizar as áreas anatômicas; coloração de Golgi para caracterização neuromorfológica dos neurônios presentes no córtex cerebral; histoquímica de Neo-Timm a fim de detectar os terminais de zinco; imunohistoquímica para Doublecortina (DCX), como marcador de proliferação neuronal; imunohistoquímica para neurônios maduros (NeuN); proteína presente em glia radial (GFAP) e o marcador de divisão celular 5-Bromodioxiuridina (5-BrDU). A partir da análise dos dados foi possível verificar que o lagarto T. hispidus apresenta dez diferentes tipos de neurônios distribuídos em suas três áreas corticais, são eles: o granular (unipolar, bipolar e multipolar), piramidal (normal, invertido, aberto, bipiramidal e horizontal), horizontal esférico e fusiforme, além disso, verificou-se que as regiões zinco positivas encontravam-se em áreas corticais, septum, estriado e no complexo amidaloide. Os resultados obtidos com a marcação de imunohistoquímica para BrdU permitiu concluir que animais mantidos a temperatura natural (média de 28 ºC) apresentavam núcleos positivamente marcados tanto na parede do ventrículo como também distribuídos pelo parênquima nervoso. No entanto, aqueles animais mantidos a uma temperatura média de 16 ºC, esses núcleos positivamente marcados encontravam-se próximo ao ventrículo. Analisando o número de células positivamente marcadas por BrdU, em ambas temperaturas, verificou-se que não havia diferença estatisticamente significante, sugerindo que mudanças de temperatura podem alterar a mig ração de novos neurônios, mas possivelmente não altera a formação dessas novas células. Testes imunohistoquímicos com DCX demonstraram a existência em T. hispidus de quatro principais regiões produtoras de novos neurônios, são elas: sulcos laterais, septomediais, ventrais e terminais. Observou-se também a existência de quatro tipos de migração neuronal, a radial, tangencial rostral (semelhante a migração rostral de mamíferos), a tangencial caudal e a comissural. Portanto, esses dados parecem sustentar a hipótese de que a família Tropiduridae parece ser importante para entender os mecanismos de neurogênese pós-natal e ser útil para estudos futuros de neurobiologia comparada.

A atribuição da percepção da dor pelos peixes é um assunto controverso no meio científico. Alguns autores associam a percepção da dor a estruturas neocorticais que estão ausentes em peixes. Entretanto, estudos recentes têm demonstrado que os peixes são capazes de perceber e responder a estímulos nocivos de maneira semelhante ao que é observado em mamíferos, sendo estas respostas sensíveis à administração de morfina. Além disso, estudos pioneiros de nosso laboratório demonstraram a existência de um sistema analgésico endógeno em peixes. O objetivo deste estudo foi avaliar se este sistema analgésico endógeno pode ser ativado pelo estresse. A natureza neuroquímica deste sistema e a participação de uma região telencefálica, o telencéfalo dorsomedial (Dm), na modulação da antinocicepção também foram investigados. Nossos dados demonstram que o estresse de restrição de 3 e 5 minutos de duração inibe a resposta comportamental à injeção subcutânea de formalina a 3% na região da nadadeira adiposa no peixe Leporinus macrocephalus, sugerindo que este procedimento é capaz de ativar um sistema antinociceptivo endógeno. Além disso, a antinocicepção induzida pelo estresse de restrição de 3 e 5 min é de curta duração, sendo observada apenas por 5 min após o término da restrição. A análise da natureza neuroquímica da antinocicepção induzida pelo estresse de restrição revelou participação do sistema opióde e canabinoide na modulação desta resposta. O tratamento prévio com injeção intraperitoneal de naloxona (30 mg.kg-1), um antagonista opioide não seletivo, bloqueou a antinocicepção induzida pela restrição de 3 min de duração, mas não foi capaz de inibir a antinocicepção induzida pela restrição de 5 min de duração. Já o tratamento prévio com injeção intraperitoneal de AM251 (3 mg.kg-1), um antagonista de receptores canabinoides tipo 1, bloqueou a antinocicepção induzida pelo estresse de restrição de 3 e 5 min de duração, sugerindo que o sistema canabinoide desempenha um papel fundamental na antinocicepção induzida por esta modalidade de estresse na espécie estudada. Nosso estudo também demonstrou que a região do telencéfalo dorsomedial está envolvida na modulação da antinocicepção induzida pelo estresse de restrição no peixe L. macrocephalus. A microinjeção de midazolan (40 e 80 nmol), um agonista de receptores benzodiazepínicos, no telencéfalo Dm bloqueou a antinocicepção induzida pela restrição de 3 e 5 min de duração. Além disso, o tratamento prévio com flumazenil (80 e 160 nmol), um antagonista específico de receptores benzodiazepínicos, inibiu os efeitos do tratamento com midazolan, demonstrando que o bloqueio da antinocicepção promovido pelo midazolan ocorre pela ativação específica dos receptores benzodiazepínicos. Juntos estes resultados trazem novas perspectivas acerca do entendimento sobre a percepção nociceptiva em peixes. Este é o primeiro trabalho que traz evidências acerca da existência de um sistema de modulação da dor ativado pelo estresse e demonstra a participação de uma região encefálica específica na modulação desta antinocicepção. Estes resultados indicam que as vias analgésicas endógenas em peixes são ativadas de maneira semelhante aos mamíferos, sugerindo que estes animais possuem um processamento complexo da informação nociceptiva. / The assignment of pain perception by fish is controversial among scientists. Some authors associate the pain perception to neocortical structures that are absent in fish. However, recent studies have shown that fish are able to perceive and respond to noxious stimuli, similar to observed in mammals, and this responses are sensitive to morphine administration. Furthermore, pioneering studies from our laboratory have demonstrated the existence of an endogenous analgesic system in fish. This study aimed to evaluate if this endogenous analgesic system can be activated by stress, the neurochemical nature of this system and involvement of a telencephalic region, the dorsomedial (Dm) telencephalon, in the antinociception modulation. Our data demonstrate that 3 and 5 min of restraint stress inhibits the behavioral response to subcutaneous injection of formalin 3 % in the adipose fin in the fish Leporinus macrocephalus, suggesting that this procedure can activate an endogenous antinociceptive system. Furthermore, stress-induced antinociception induced by 3 and 5 min of restraint is short, with the antinociceptive effects being observed only for 5 min after the restriction. The analysis of the neurocheamical nature of antinociception induced by restraint stress revealed the involvement of opioid and cannabinoid systems in the modulation of this response. The pre-treatment with intraperitoneal injection of naloxone (30 mg.kg-1), a non-selective opioid receptors antagonist, blocked the antinociception induced by 3 min of restraint, but was not able to inhibit the antinociception induced by 5 min of restraint. The pre-treatment with intraperitoneal injection of AM251 ( 3 mg.kg-1), a type 1 cannabinoid receptors antagonist, blocked the stress-induced antinociception promoted by 3 and 5 min of restraint, suggesting that the cannabinoid system plays a critical role in this type of stress-induced antinociception in the studied species. Our study also showed that the dorsomedial telencephalon is involved in the modulation of stress-induced antinociception in fish L. macrocephalus. The microinjection of midazolan (40 and 80 nmol), a benzodiazepine receptors agonist, in the Dm blocked the stress-induced antinociception promoted by 3 and 5 min of restraint. Furthermore, pre-treatment with flumazenil (80 and 160 nmol), a benzodiazepine receptors selective antagonist, inhibited the effects of the midazolan treatment, demonstrating that the antinociception blockade by midazolan is promoted by specific activation of benzodiazepine receptors. Together these results provide new insights on the understanding of nociceptive perception in fish. This is the first study that demonstrates evidence for the existence of a pain modulation system activated by stress in fish and demonstrates the involvement of a specific brain region in the modulation of this antinociception. These results indicate that the endogenous analgesic pathways in fish are activated in a similar manner to mammals, suggesting that these animals have a complex processing of nociceptive information.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:19:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 887.pdf: 469528 bytes, checksum: fc5bcdbae3a402aaac1aae4dbf59bcd1 (MD5) Previous issue date: 2006-03-03 / Universidade Federal de Sao Carlos / This work intended to investigate in forebrain ablated Carassius auratus the effect of the H1 receptor blockade in a spatial choice task using a T-maze test with positive reinforcement. Sixty-nine goldfish were submitted to surgery for removal of both telencephalic lobes five days before the beginning of the experiment. A T-shaped glass aquarium, which had two feeders located at the extremities of the long arm, was employed. One of the two feeders was blocked. The experimental trials were performed in nine consecutive days. Each fish was individually placed in the short arm and confined there for thirty seconds, then it was allowed to swim through the aquarium to search for the food for ten minutes (maximum period). Time to find food was analysed in seconds. Animals were injected intraperitoneally with chlorpheniramine (CPA) at 16 mg/kg of body weight or saline after every trial, ten minutes after it had been replaced at house aquarium. Data were analyzed via a three-way analysis of variance (ANOVA) with repeated measures, and post hoc comparisons were analyzed using the Student Newman-Keuls test (p<0.05). All the training latencies of A-SAL group were significantly higher than latencies of S-SAL group (p<0.05). S-SAL group showed a significative decrease in latencies at the second trial and maintained that reduction until the end of the experiment (p<0.05), S-CPA group demonstrated a decrease only after the fourth trial (p<0.01), A-SAL group showed reduced latencies after the fifth trial (p<0.05), and ACPA group did not showed any difference between training latencies. Thus, our results showed that CPA seems to impair the consolidation of memory either on telencephalon ablated animals and in sham-operated ones. Furthermore, this work supports evidence that histamine plays a facilitatory role in learning and memory processes of a spatial task through its action in primitive structures of the brain in teleost fish. / O objetivo deste trabalho foi investigar, em peixes da espécie Carassius auratus submetidos à ablação telencefálica, o efeito do bloqueio do receptor H1 em uma tarefa de escolha espacial utilizando um teste de labirinto em T com reforço positivo. Sessenta e nove peixes foram submetidos à cirurgia para a remoção de ambos os lobos telencefálicos cinco dias antes do início do experimento. Foi empregado um aquário de vidro transparente em forma de T, o qual teve dois comedouros fixados nas extremidades do braço longo, sendo que um dos comedouros foi bloqueado durante as sessões de treino. O experimento foi realizado em nove sessões consecutivas realizadas com intervalos de 24 horas. Individualmente, cada peixe foi confinado no compartimento de saída do aquário experimental durante trinta segundos, e então foi permitido a ele explorar todo o aquário para procurar o alimento durante dez minutos (período máximo). O tempo utilizado para encontrar o alimento foi cronometrado em segundos. Os animais foram injetados intraperitonealmente com clorfeniramina (CPA), na dose de 16 mg/kg de peso corporal, ou salina após cada treino, dez minutos após o peixe ter sido recolocado no aquário de manutenção. Os dados foram analisados através de ANOVA de três vias seguida pelo teste de comparações múltiplas de Student Newman-Keuls. Todas as latências de treino do grupo A-SAL foram significativamente maiores do que as do grupo LFSAL (p<0,05). O grupo LF-SAL demonstrou diminuição significativa das latências apartir do segundo dia de treino (p<0,05), o LF-CPA apresentou esta diminuição após o quarto dia de treino (p<0,01), o A-SAL apresentou redução após o quinto dia de treino (p<0,05), e não foram encontradas diferenças entre as latências no grupo A-CPA. Assim, nossos resultados mostraram que a CPA parece prejudicar a consolidação da memória tanto nos animais que tiveram o telencéfalo removido quanto nos que foram submetidos à lesão fictícia. Além disto, este trabalho dá suporte às evidências de que a histamina desempenha um papel facilitatório nos processos de aprendizagem e memória em uma tarefa de escolha espacial, atuando em estruturas primitivas do cérebro de teleósteos.