Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A modelagem matemática e computacional é uma ferramenta que tem sido bastante utilizada no campo da Biologia e das Ciências Biomédicas. Nos dias de hoje, uma quantidade significativa de dados experimentais nessa área pode ser encontrada na literatura, tornando possível o desenvolvimento de modelos que combinem a experimentação e hipóteses teóricas. O objetivo do presente projeto é implementar um modelo matemático de transmissão sináptica conectando neurônios em um circuito de descargas repetitivas ou reverberativo, a fim de investigar o seu comportamento diante de variações paramétricas. Através de simulações computacionais, utilizando um programa desenvolvido em linguagem C++, pretende-se utilizá-lo para simular um circuito de memória imediata. Afora o considerável avanço da Neurofisiologia e Neurociência computacional no sentido do entendimento das características fisiológicas e comportamentais das habilidades do Sistema Nervoso Central, muitos mecanismos neuronais ainda permanecem completamente obscuros. Ainda não se conhece definitivamente o mecanismo pelo qual o cérebro adquire, armazena e evoca as informações. Porém, o postulado de Hebb referente às redes reverberantes, onde a idéia de que redes de reverberação facilitariam a associação de dados coincidentes entre informações sensoriais, temporalmente divergentes, tem sido aceito para explicar a formação de memória imediata (Johnson et al., 2009). Assim, com base no postulado de Hebb, os resultados observados no modelo neuromatemático-computacional adotado possuem características de um circuito de memória imediata.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A modelagem matemática e computacional é uma ferramenta que tem sido bastante utilizada no campo da Biologia e das Ciências Biomédicas. Nos dias de hoje, uma quantidade significativa de dados experimentais nessa área pode ser encontrada na literatura, tornando possível o desenvolvimento de modelos que combinem a experimentação e hipóteses teóricas. O objetivo do presente projeto é implementar um modelo matemático de transmissão sináptica conectando neurônios em um circuito de descargas repetitivas ou reverberativo, a fim de investigar o seu comportamento diante de variações paramétricas. Através de simulações computacionais, utilizando um programa desenvolvido em linguagem C++, pretende-se utilizá-lo para simular um circuito de memória imediata. Afora o considerável avanço da Neurofisiologia e Neurociência computacional no sentido do entendimento das características fisiológicas e comportamentais das habilidades do Sistema Nervoso Central, muitos mecanismos neuronais ainda permanecem completamente obscuros. Ainda não se conhece definitivamente o mecanismo pelo qual o cérebro adquire, armazena e evoca as informações. Porém, o postulado de Hebb referente às redes reverberantes, onde a idéia de que redes de reverberação facilitariam a associação de dados coincidentes entre informações sensoriais, temporalmente divergentes, tem sido aceito para explicar a formação de memória imediata (Johnson et al., 2009). Assim, com base no postulado de Hebb, os resultados observados no modelo neuromatemático-computacional adotado possuem características de um circuito de memória imediata.

INTRODUÇÃO: A técnica de eletromiografia de fibra única (EMGFU), mediante análise do jitter, é o método neurofisiológico mais sensível para a confirmação do distúrbio da junção neuromuscular na miastenia gravis (MG). Os registros são tradicionalmente obtidos com agulha de fibra única, de alto custo e reutilizável. Por causa da necessidade atual do uso de material descartável, a agulha concêntrica vem sendo utilizada em substituição à agulha de fibra única. A técnica utilizada é semelhante, porém os potencias de ação para a análise do jitter são obtidos com eletrodo de agulha concêntrica (Eletromiografia de fibra única - jitter com agulha concêntrica, EMGFU-JAC). Contudo, os estudos são escassos e as metodologias utilizadas são heterogêneas com a utilização dessa agulha. OBJETIVOS: Este estudo tem por objetivo mensurar os valores de jitter obtidos com agulha concêntrica, no músculo Orbicularis Oculi, em sujeitos saudáveis e em pacientes com MG autoimune adquirida e avaliar a validade do método nas formas generalizada e ocular da doença. MÉTODOS: Foram estudados 20 sujeitos saudáveis, 20 pacientes com miastenia gravis forma generalizada (grupo MGG) e 13 com a forma ocular da doença (grupo MGO). A EMGFU-JAC foi realizada em todos os participantes, idealmente com 20 medidas de jitter em cada estudo. O jitter foi expresso como a média das diferenças consecutivas (MCD). Em todos os pacientes do estudo foram realizados o teste de estimulação repetitiva e dosagem sérica de anticorpo antirreceptor de acetilcolina (ac-AChR) no momento da análise do jitter. Nos pacientes soronegativos para ac-AChR, foi pesquisado o anticorpo antimúsculo específico tirosina-quinase (ac-MuSK). Foram definidos o limite superior da normalidade (LSN) para a média do MCD de cada estudo e para valores individuais de MCD. Os critérios de anormalidade foram: (1) média do MCD acima do LSN; ou (2) mais de 10% dos valores individuais de MCD acima do LSN. A definição do LSN para valores individuais de MCD baseou-se no conceito de que dois entre 20 valores de MCD acima do LSN são aceitáveis em um músculo saudável, para a técnica de contração voluntária. Portanto, estimou-se o LSN para o 18o valor mais alto de MCD (18o par). Para análise da acurácia do método, foram construídas duas curvas ROC (Receiver Operating Characteristic) para as variáveis média do MCD e 18o par, no grupo de pacientes (MGG e MGO) versus controle. RESULTADOS: No grupo controle a média das médias do MCD foi (19,0 ± 2,4)us e a média do 18o valor mais alto de cada estudo foi (24,5 ± 3,6)us. Esses valores obtidos apresentaram distribuição Gaussiana e o LSN foi definido como a média desses valores + 2 DP. O LSN para a média do MCD foi 24us, e 32?s para valores individuais de MCD. No grupo MGG, a análise do jitter foi anormal em todos os 20 pacientes por ambos os critérios de anormalidade, exceto em um paciente que apresentou anormalidade por apenas um dos critérios. No grupo MGO, apenas um dos 13 pacientes não preencheu os critérios de anormalidade. No grupo de pacientes, a positividade da EMGFU-JAC foi maior do que o teste de estimulação repetitiva e dosagens de anticorpos. Nas curvas ROC para as variáveis médias do MCD e 18o par, o valor de melhor sensibilidade (93,9%), sem resultados falsos positivos, foi 24,7us e 33,1us, respectivamente. CONCLUSÕES: A EMGFU-JAC apresenta alta sensibilidade e especificidade na identificação de distúrbio da transmissão neuromuscular em pacientes com MG. A utilização da agulha concêntrica é válida para a análise do jitter, como alternativa à agulha de fibra única / INTRODUCTION: Single fiber electromyography (SFEMG) technique, through jitter analysis, is the most sensitive neurophysiological method for confirmation of neuromuscular junction disorder in myasthenia gravis (MG). Records are traditionally obtained with single fiber needle, which is reusable and has a high-cost. Due to the current need of using disposable material, concentric needle has been used to replace single fiber needle. The technique is similar, but the action potential for jitter analysis is obtained with concentric needle electrode (SFEMG - concentric needle jitter, SFEMG-CNJ). However, studies are scarce and methodologies used are heterogeneous with the use of this needle. OBJECTIVES: This study aims to measure jitter values obtained with concentric needle in the Orbicularis Occuli muscle in healthy subjects and in patients with autoimmune acquired MG and to assess the validity of the method in generalized and ocular forms of the disease. METHODS: 20 healthy subjects, 20 patients with generalized myasthenia gravis (GMG group) and 13 with the ocular form of the disease (OMG group) were studied. SFEMG-CNJ was performed on all participants, ideally with 20 jitter values in each study. Jitter was expressed as the mean consecutive difference (MCD). Repetitive nerve stimulation and serum acetylcholine receptor antibody (AChR-ab) were performed in all patients in the study, by the time of jitter analysis. Tyrosine kinase specific antibody muscle antibodies (MuSK-ab) were performed in AChR-ab negative patients. The upper limit of normality (ULN) for the mean MCD and for individual jitter values were defined. The abnormality criteria were: (1) mean MCD above ULN; or (2) more than 10% of individual jitter values above ULN. The definition of ULN for individual jitter values was based on the concept that two out of 20 jitter values above ULN are acceptable in a healthy muscle for voluntary contraction technique. Therefore, the ULN for the 18th highest jitter value (18 pair) was estimated. To analyze the method\'s accuracy, two ROC curves (Receiver Operating Characteristic) for the mean MCD and 18th pair in the group of patients (MGG and MGO) versus control were constructed. RESULTS: In the control group the mean of MCD means was (19.0 ± 2.4)us and the mean of the 18 highest value of each study was (24.5 ± 3.6)us. These values showed Gaussian distribution and the ULN was set as the mean of these values + 2 SD. The ULN for the mean MCD was 24us, and 32us for individual values of MCD. In GMG group, jitter analyses were abnormal in all 20 patients based on both abnormality criteria, except in one patient, who had abnormalities in only one of the criteria. In OMG group, only one patient from 13 met neither of the abnormality criteria. In patients, the positivity of SFEMG-CNJ was higher than repetitive nerve stimulation test and antibody detection. The ROC curve threshold showing the best sensitivity (93.9%) with no false positive results was 24.7Us for the mean MCD and 33.1us for individual pairs, respectively. CONCLUSIONS: SFEMG-CNJ has high sensitivity and specificity in identifying neuromuscular transmission disorder in patients with MG. The use of concentric needle is valid for jitter analysis as an alternative to single fiber needle

Astrócitos são células gliais com fundamental importância no sistema nervoso central (SNC), tanto em condições fisiológicas quanto patológicas. Estas células são essenciais na plasticidade neural, no metabolismo de neurotransmissores, na defesa antioxidante, na regulação do metabolismo energético, na homeostase iônica, na resposta inflamatória, na manutenção da barreira sangue-cérebro, na migração neuronal e na estabilização da comunicação entre as células. Assim, alterações em funções astrocitárias (como as que ocorrem no envelhecimento) estão relacionadas a importantes alterações na funcionalidade cerebral. Desta forma, esta tese teve por objetivo demonstrar que a cultura de astrócitos derivada de ratos Wistar adultos, desenvolvida e caracterizada pelo nosso grupo de pesquisa, pode ser um modelo de estudo fidedigno e versátil das propriedades celulares astrocitárias. Nossos resultados apontam que esta metodologia pode ser utilizada para elucidar o perfil de aminoácidos e gliotransmissores assim como da atividade enzimática glial e gerenciamento de neurotransmissores. Também demonstramos que a cultura adulta não é derivada de progenitores neurais e que parâmetros mitocondriais observados no cérebro adulto foram reproduzidos in vitro. A análise de respostas a estímulos demonstrou ser variável, dependendo da idade dos animais. Da mesma forma, o uso de culturas de diferentes idades revelou o efeito antienvelhecimento da guanosina, sugerindo sua atividade glioprotetora. Finalmente, demonstramos que culturas preparadas a partir de animais neonatos submetidas a um modelo de senescência in vitro apresentam respostas diferentes das apresentadas por culturas preparadas a partir de animais adultos e/ou envelhecidos, demonstrando que o modelo mais adequado para elucidar propriedades astrocitárias do cérebro maduro é o derivado de animais adultos. Portanto, demonstramos com este estudo a importância da disponibilidade de uma ferramenta como a cultura de astrócitos adultos e elucidamos características bioquímicas, celulares e moleculares desta ferramenta, evidenciando algumas de suas diferenças em comparação à cultura preparada a partir de ratos neonatos. Assim, ampliamos a compreensão das propriedades e funções celulares desta ferramenta, fornecendo respostas mais aproximadas às respostas fornecidas por astrócitos do cérebro maduro in vivo, especialmente no estudo do envelhecimento e das doenças neurodegenerativas. / Astrocytes are glial cells of pivotal importance in the central nervous system (CNS), both in physiological and pathological conditions. Some of their roles include neural plasticity, neurotransmitter metabolism, antioxidant defenses, control of energy metabolism, ionic homeostasis, inflammatory response, formation and maintenance of blood-brain barrier, neuronal migration and cellular communication. Thus, changes in astrocytic function (such as occurs in aging) are related to changes in brain function. The aim of this thesis was to demonstrate that astrocyte cultures from adult Wistar rats (developed and characterized by our research group) might be a reliable and versatile tool for studying astrocytic cellular properties. Our results suggest that this culture model is suitable to study the amino acids content and gliotransmitters, as well as glial enzymatic activity and neurotransmitter management. Next, we showed that the astrocyte cultures are not derived from neural progenitors and tissue mitochondrial parameters were reproduced in in vitro cultures. Responses to stimulus were variable, depending on the animals’ age. Accordingly, guanosine presented an anti-aging effect, indicating its glioprotective activity. Finally, we showed that cultures prepared from newborn rats submitted to an in vitro senescence model presented different responses when compared with mature animals, indicating that our culture model is the most suitable model to represent astrocytic properties in the mature brain. Therefore, this study demonstrates the relevance of this tool to understanding the biochemical, cellular and molecular properties of adult astrocytes, showing some differences related to the culture prepared from newborn animals. Thus, we amplify the comprehension about cellular functions of this tool, providing closer responses related to mature brain in vivo, especially regarding studies about aging and neurodegenerative diseases.

Astrócitos são células gliais com fundamental importância no sistema nervoso central (SNC), tanto em condições fisiológicas quanto patológicas. Estas células são essenciais na plasticidade neural, no metabolismo de neurotransmissores, na defesa antioxidante, na regulação do metabolismo energético, na homeostase iônica, na resposta inflamatória, na manutenção da barreira sangue-cérebro, na migração neuronal e na estabilização da comunicação entre as células. Assim, alterações em funções astrocitárias (como as que ocorrem no envelhecimento) estão relacionadas a importantes alterações na funcionalidade cerebral. Desta forma, esta tese teve por objetivo demonstrar que a cultura de astrócitos derivada de ratos Wistar adultos, desenvolvida e caracterizada pelo nosso grupo de pesquisa, pode ser um modelo de estudo fidedigno e versátil das propriedades celulares astrocitárias. Nossos resultados apontam que esta metodologia pode ser utilizada para elucidar o perfil de aminoácidos e gliotransmissores assim como da atividade enzimática glial e gerenciamento de neurotransmissores. Também demonstramos que a cultura adulta não é derivada de progenitores neurais e que parâmetros mitocondriais observados no cérebro adulto foram reproduzidos in vitro. A análise de respostas a estímulos demonstrou ser variável, dependendo da idade dos animais. Da mesma forma, o uso de culturas de diferentes idades revelou o efeito antienvelhecimento da guanosina, sugerindo sua atividade glioprotetora. Finalmente, demonstramos que culturas preparadas a partir de animais neonatos submetidas a um modelo de senescência in vitro apresentam respostas diferentes das apresentadas por culturas preparadas a partir de animais adultos e/ou envelhecidos, demonstrando que o modelo mais adequado para elucidar propriedades astrocitárias do cérebro maduro é o derivado de animais adultos. Portanto, demonstramos com este estudo a importância da disponibilidade de uma ferramenta como a cultura de astrócitos adultos e elucidamos características bioquímicas, celulares e moleculares desta ferramenta, evidenciando algumas de suas diferenças em comparação à cultura preparada a partir de ratos neonatos. Assim, ampliamos a compreensão das propriedades e funções celulares desta ferramenta, fornecendo respostas mais aproximadas às respostas fornecidas por astrócitos do cérebro maduro in vivo, especialmente no estudo do envelhecimento e das doenças neurodegenerativas. / Astrocytes are glial cells of pivotal importance in the central nervous system (CNS), both in physiological and pathological conditions. Some of their roles include neural plasticity, neurotransmitter metabolism, antioxidant defenses, control of energy metabolism, ionic homeostasis, inflammatory response, formation and maintenance of blood-brain barrier, neuronal migration and cellular communication. Thus, changes in astrocytic function (such as occurs in aging) are related to changes in brain function. The aim of this thesis was to demonstrate that astrocyte cultures from adult Wistar rats (developed and characterized by our research group) might be a reliable and versatile tool for studying astrocytic cellular properties. Our results suggest that this culture model is suitable to study the amino acids content and gliotransmitters, as well as glial enzymatic activity and neurotransmitter management. Next, we showed that the astrocyte cultures are not derived from neural progenitors and tissue mitochondrial parameters were reproduced in in vitro cultures. Responses to stimulus were variable, depending on the animals’ age. Accordingly, guanosine presented an anti-aging effect, indicating its glioprotective activity. Finally, we showed that cultures prepared from newborn rats submitted to an in vitro senescence model presented different responses when compared with mature animals, indicating that our culture model is the most suitable model to represent astrocytic properties in the mature brain. Therefore, this study demonstrates the relevance of this tool to understanding the biochemical, cellular and molecular properties of adult astrocytes, showing some differences related to the culture prepared from newborn animals. Thus, we amplify the comprehension about cellular functions of this tool, providing closer responses related to mature brain in vivo, especially regarding studies about aging and neurodegenerative diseases.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:50:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-03-30 / Justificativa: Devido aos poucos estudos que enfatizam o tratamento agudo in vivo com anfetamina e etanol e sua conseqüência na transmissão noradrenérgica da musculatura lisa de animais jovens, decidimos estudar os efeitos do tratamento simultâneo destes dois fármacos, estudando-os também isoladamente e em diferentes dosagens, tendo como modelo o ducto deferente (DD) de ratos periadolescentes, faixa etária que é pouco considerada nos estudos farmacológicos e que apresenta na maioria das vezes respostas diferentes daquelas esperadas para animais adultos e que podem determinar o desenvolvimento do animal. Materiais e métodos: Os animais periadolescentes foram divididos em seis grupos experimentais. A anfetamina (AMPH) foi administrada nas dosagens de 3 mg/Kg e 7 mg/Kg, enquanto o etanol (EtOH) foi administrado nas dosagens de 4 mL/Kg e 8 mL/Kg. A anfetamina e o etanol foram administrados tanto isoladamente quanto simultaneamente (AMPH 3 mg/Kg + EtOH 4 mL/Kg e AMPH 7 mg/Kg + EtOH 8 mL/Kg) para verificar possíveis interações. Para os experimentos funcionais, o DD foi montado sob tensão de 1 grama num banho de órgão isolado. As mudanças de tensão foram registradas em fisiógrafo. Curvas concentração-efeito cumulativas foram realizadas para agonistas adrenérgicos (noradrenalina, dopamina, fenilefrina) e bário e os parâmetros farmacológicos Emax, pD2 e ρ medidos e analisados. Curvas tempo-resposta também foram realizadas para a tiramina, para checar a liberação de noradrenalina endógena. Para avaliar a contração neurogênica ao estímulo Elétrico Transmural (EET) o DD foi montado em banho de órgão isolado entre dois eletrodos. Estímulos de 60 V, 1 ms de duração com freqüências de 0,1 a 20 Hz foram empregados. Para avaliar a participação do íon cálcio, o DD foi despolarizado por 5 minutos com 80mM de KCl na ausência de Ca+2 e na presença de EGTA (10μM) seguido pela adição de uma dose única de CaCl2 (10mM por 10 minutos). Para a dosagem de noradrenalina utilizou-se o detector eletroquímico para a detecção das catecolaminas e o HPLC, Shimadzu, coluna Chromolith RP-18e (Merck) para a separação das mesmas. As concentrações de corticosterona plasmáticas foram quantificadas por radioimunoensaio específico para ratos. Resultados: O grupo tratado com AMPH 3 mg/Kg apresentou uma potencialização da resposta contrátil do DD à noradrenalina, ao bário e ao cálcio, sem alterar a contração neurogênica. Observou-se, ainda, que o conteúdo de catecolaminas foi reduzido. Com o aumento da dosagem do tratamento (AMPH 7 mg/Kg) observou-se apenas uma redução da contração fásica ao EET e do conteúdo de noradrenalina determinado pelo HPLC. O grupo tratado com EtOH 4 mL/Kg apresentou uma diminuição da contratilidade do DD à noradrenalina, fenilefrina e bário, e ao EET, assim como um menor conteúdo de catecolaminas. A resposta ao cálcio não foi alterada. Com o aumento da dosagem (EtOH 8 mL/Kg) a resposta do DD a agonistas adrenérgicos, bário e ao EET não foi alterada. Em contrapartida, tal tratamento deprimiu a resposta tônica das curvas tempo-efeito para o cálcio mostrou uma tendência de aumento do conteúdo neuronal de noradrenalina. O grupo tratado com AMPH 3 mg/Kg + EtOH 4 mL/Kg não apresentou quaisquer alterações nos protocolos experimentais utilizados. Estes dados sugerem que a anfetamina e o etanol poderiam estar atuando de forma antagônica. Utilizando dosagens maiores para este tratamento simultâneo (AMPH 7 mg/Kg + EtOH 8 mL/Kg) observamos nenhuma alteração significativa nos protocolos experimentais testados. No entanto, este tratamento anulou os efeitos individuais do pré-tratamento com cada fármaco no EET e nas curvas tempo-efeito para o cálcio. Os tratamentos com anfetamina (7 mg/Kg) ou etanol (4 mL/Kg e/ou 8 mL/Kg), assim como os tratamentos simultâneos mostraram uma tendência de aumento da concentração plasmática de corticosterona. Conclusões: Desta forma, observamos um efeito antagônico entre a anfetamina e o etanol quando administrados simultaneamente, possivelmente por agir em sítios intracelulares próprios ou competir por estes, quanto aos efeitos na neurotransmissão simpática de animais periadolescentes. / Justification: Because of the few studies that emphasize the in vivo acute treatment with amphetamine and ethanol, and their consequence onnoradrenergic transmission in the smooth muscles of young animals, we decided to study the effect of these drugs on peripheral sympathetic neurotransmission. We use d he vas deferens (VD) of periadolescent rats as a model for the study of sympathetic neurotransmission. Materials and methods: The periadolescent animals were divided into six groups. Amphetamine (AMPH) was administered at doses of 3 mg/kg 7 mg/kg, while ethanol (EtOH) was administered at doses of 4 mL /kg or 8 mL/kg. Amphetamine and ethanol were administered either alone or simultaneously (AMPH 3 mg/kg + EtOH, 4 mL/kg por AMPH 7 mg/kg + EtOH 8 mL/kg) to investigate possible interactions. For functional experiments, the VD was mounted under 1 g tension in isolated organ bath. The contraction was recorded in physiograph. Cumulative concentration-effect curves were made for adrenergic agonists (noradrenaline, dopamine, phenylephrine) and barium. Pharmacological +parameters E max, ripD and ρ were analyzed. Time - response curves were also performed for tyramine, to check the release of endogenous nor adrenaline. To evaluate the neurogenic contraction to electrical field stimulation (EFS) the VD was mounted on the isolated organ bath between two electrodes. Stimuli of 60 V, 1 ms duration at frequencies of 0.1 to 20 Hz were employed To evaluate the role of calciu m the V D was depolarized for 5 minutes with 80 mM KCl in the absence of Ca +2 in the presence of EGTA (10μM) followed by the addition of a single dose of CaCl 2 (10 mM for 10 minutes). For the dosage of noradrenaline we used an electrochemical detector for t he detection of catecholamine in HPLC, Shimadzu, column RP - 18e Chromolith (Merck). Plasma corticosterone concentrations were measured by radioimmunoassay. Results: T he group treated with AMPH 3 mg /kg showed a potentiating of the VD contractile response of noradrenaline, barium and calcium, without chang e of neurogenic contraction . It was noted also that the content of noradrenaline was reduced. With increasing dosage (AMPH 7 mg/ kg) we found only a reduction of phasic contraction to the E FS and the content o f noradrenaline determined by HP LC. The group treated with EtOH 4 mL/ k g showed a decrease in VD contractility to noradrena line , p henylephrine and barium, and EFS , as well as a lower content of catecholamine. The response to calcium was unchanged. Wi th incr easing dosage (EtOH 8 mL /kg) t he response of the agonists and barium, and the EFS was not changed. In contrast, such treatment depressed the tonic response for time - effect curves for calcium showed a tendency for increasing, though not significant ly , the c ontent of noradrenaline. T he group treated with AMPH 3 mg /kg + EtOH, 4 mL/kg did not show any changes in experimental protocols used. These data suggest that amphetamine and ethanol could be acting antagonistically. Using higher doses for this si multaneous treatment (AMPH 7 mg / kg + EtOH 8 mL / kg) we found no alteration in the experimental protocols tested. However, this treatment nullified the effects of each individual drug in the E FS and the time - effect curves for calcium. The treatments with amphetamine ( 7 mg / kg) or ethanol (4 mL / kg and / or 8 mL / kg) XXIV and simul t aneous treatments, did not significantly increase plasma concentrations of corticosterone . Conclusion: We observed a possible antagonism between amphetamine and ethanol when adm inistered simultaneously on peripheral sympathetic neurotransmission of periadolescent animals / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Astrócitos são células gliais com fundamental importância no sistema nervoso central (SNC), tanto em condições fisiológicas quanto patológicas. Estas células são essenciais na plasticidade neural, no metabolismo de neurotransmissores, na defesa antioxidante, na regulação do metabolismo energético, na homeostase iônica, na resposta inflamatória, na manutenção da barreira sangue-cérebro, na migração neuronal e na estabilização da comunicação entre as células. Assim, alterações em funções astrocitárias (como as que ocorrem no envelhecimento) estão relacionadas a importantes alterações na funcionalidade cerebral. Desta forma, esta tese teve por objetivo demonstrar que a cultura de astrócitos derivada de ratos Wistar adultos, desenvolvida e caracterizada pelo nosso grupo de pesquisa, pode ser um modelo de estudo fidedigno e versátil das propriedades celulares astrocitárias. Nossos resultados apontam que esta metodologia pode ser utilizada para elucidar o perfil de aminoácidos e gliotransmissores assim como da atividade enzimática glial e gerenciamento de neurotransmissores. Também demonstramos que a cultura adulta não é derivada de progenitores neurais e que parâmetros mitocondriais observados no cérebro adulto foram reproduzidos in vitro. A análise de respostas a estímulos demonstrou ser variável, dependendo da idade dos animais. Da mesma forma, o uso de culturas de diferentes idades revelou o efeito antienvelhecimento da guanosina, sugerindo sua atividade glioprotetora. Finalmente, demonstramos que culturas preparadas a partir de animais neonatos submetidas a um modelo de senescência in vitro apresentam respostas diferentes das apresentadas por culturas preparadas a partir de animais adultos e/ou envelhecidos, demonstrando que o modelo mais adequado para elucidar propriedades astrocitárias do cérebro maduro é o derivado de animais adultos. Portanto, demonstramos com este estudo a importância da disponibilidade de uma ferramenta como a cultura de astrócitos adultos e elucidamos características bioquímicas, celulares e moleculares desta ferramenta, evidenciando algumas de suas diferenças em comparação à cultura preparada a partir de ratos neonatos. Assim, ampliamos a compreensão das propriedades e funções celulares desta ferramenta, fornecendo respostas mais aproximadas às respostas fornecidas por astrócitos do cérebro maduro in vivo, especialmente no estudo do envelhecimento e das doenças neurodegenerativas. / Astrocytes are glial cells of pivotal importance in the central nervous system (CNS), both in physiological and pathological conditions. Some of their roles include neural plasticity, neurotransmitter metabolism, antioxidant defenses, control of energy metabolism, ionic homeostasis, inflammatory response, formation and maintenance of blood-brain barrier, neuronal migration and cellular communication. Thus, changes in astrocytic function (such as occurs in aging) are related to changes in brain function. The aim of this thesis was to demonstrate that astrocyte cultures from adult Wistar rats (developed and characterized by our research group) might be a reliable and versatile tool for studying astrocytic cellular properties. Our results suggest that this culture model is suitable to study the amino acids content and gliotransmitters, as well as glial enzymatic activity and neurotransmitter management. Next, we showed that the astrocyte cultures are not derived from neural progenitors and tissue mitochondrial parameters were reproduced in in vitro cultures. Responses to stimulus were variable, depending on the animals’ age. Accordingly, guanosine presented an anti-aging effect, indicating its glioprotective activity. Finally, we showed that cultures prepared from newborn rats submitted to an in vitro senescence model presented different responses when compared with mature animals, indicating that our culture model is the most suitable model to represent astrocytic properties in the mature brain. Therefore, this study demonstrates the relevance of this tool to understanding the biochemical, cellular and molecular properties of adult astrocytes, showing some differences related to the culture prepared from newborn animals. Thus, we amplify the comprehension about cellular functions of this tool, providing closer responses related to mature brain in vivo, especially regarding studies about aging and neurodegenerative diseases.

Orientador: Angelica de F. de Assunção Braga / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-06T23:53:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Loyola_YolandaChristinadeSousa_D.pdf: 22412843 bytes, checksum: 64766635e73a046988de0b090a234fe6 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Os anestésicos locais comumente empregados na prática clínica podem interagir com os bloqueadores neuromusculares e potencializar seus efeitos. Muitos autores estudaram esta interação mas o mecanismo envolvido na potencialização do bloqueio neuromuscular e a ação dos anestésicos locais nos sítios pré e pós juncionais não foram completamente elucidados. Neste trabalho através de experimentos específicos na junção neuromuscular foram estudados os seguintes parâmetros: o efeito dos anestésicos locais procaína e lidocaína na transmissão neuromuscular; a sua influência no bloqueio neuromuscular produzido pela d-tubocurarina e pelo rocurônio; a eficácia da neostigmina e da 4-aminopirídina na reversão do bloqueio produzido pela associação anestésicos locais - bloqueadores neuromusculares; os efeitos dos anestésicos locais nos potenciais de membrana e potenciais de placa terminal em miniatura. Avaliou-se também em preparações diafragma de rato cronicamente desnervado e biventer cervicis de pintainho os efeitos dos anestésicos locais na ação contraturante da acetilcolina. Os resultados foram expressos em médias e desvios padrão e analisados através dos testes de Wilcoxon e Mann-Witney, adotando-se um nível de significância de 5% (p < 0,05). Nas preparações nervo frênico - diafragma de rato, sob estimulação elétrica indireta, os anestésicos locais nas concentrações empregadas, não alteraram a amplitude das respostas musculares mas potencializaram os efeitos da d- tubocurarina e do rocurônio.. Este bloqueio foi parcialmente e totalmente revertido pela neostigmina e pela 4-aminopiridina, respectivamente. A procaína e a lidocaína não causaram alteração significativa nos potenciais de membrana, não demonstrando ação despolarizante na fibra muscular. A procaína causou diminuição na amplitude e na freqüência dos potenciais de placa terminal em miniatura (pptms) e a lidocaína, ao contrário, promoveu um aumento inicial na freqüência dos pptms seguida de bloqueio. Nas preparações biventer cervicis de pintainho e diafragma de rato cronicamente desnervado, a procaína e a lidocaína promoveram diminuição significativa na resposta contraturante da acetilcolina evidenciando um efeito pós-juncional. Os resultados obtidos demonstram um sinergismo entre as drogas devido principalmente a um efeito pós-juncional / Abstract: Local anesthetics commonly used in clinical practice can interact with neuromuscular blockers and potentiate their effects. Many authors studied this interaction, but the mechanism involved in the potentiation of neuromuscular blockers and the action of local anesthetics in the pre and postjunctional sites were not completely elucidated- In this study, in specific experiments in the neuromuscular junction the following parameters were studied: the effects of the local anesthetics procaine and lidocaine in the neuromuscular transmission; its influence on the neuromuscular blockade produced by d-tubocurarine and by rocuronium; the efficacy of neostigmine and of 4-aminopyhdine in the reversion of the blockade produced by the association of local anesthetics - neuromuscular blockers; the effects of local anesthetics on the membrane potentials and miniature end - plate potentials. It was also evaluated in chronically denervated rat diaphragm preparation and chick biventer cervicis preparation the effects of local anesthetics on acetylcholine contracture. The results were expressed in average and standard deviation and analyzed through the Wilcoxon and Mann-Witney tests, adopting a level of significance of 5% (p <0.05). In rat phrenic nerve diaphragm preparations under indirect electric stimulation, local anesthetics in the concentrations used did not change the amplitude of the muscle response but potentiated the effects of d-tubocurarine and of rocuronium. This blockade was partially and totally reverted by neostigmine and by 4-aminopyridine, respectively. Procaine and lidocaine caused no significant alteration in the membrane potentials, not demonstrating depolarizing action in the muscle fiber. Procaine caused a decrease in the amplitude and frequency of the miniature end - plate potentials {meps) and lidocaine, in contrast, promoted an initial increase in the frequency of meps followed by blockade. In chick biventer cervicis preparations and chronically denervated rat diaphragm, procaine and lidocaine promoted a significant decrease in the response to acetylcholine contracture evidencing a post-junctional effect. The results obtained demonstrate a synergism among the drugs mainly due to a postjunctional effect / Doutorado / Doutor em Farmacologia

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:50:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-21 / Diversos autores sugerem que a sensibilização comportamental, caracterizada pelo aumento da atividade psicomotora em resposta à administração repetida de drogas psicoativas, parece desempenhar um papel fundamental no desenvolvimento de abuso e dependência, aumentando a propriedade reforçadora destas substâncias. Animais que desenvolvem sensibilização ao etanol apresentam diferenças na densidade de receptores de alguns neurotransmissores e também na resposta à administração de agonistas e antagonistas destes receptores. A sensibilização comportamental é um fenômeno complexo que envolve diferentes fatores, sendo afetada pelo ambiente, possuindo um componente de aprendizagem. Para avaliar a influência da capacidade de aprendizagem no processo de sensibilização ao efeito estimulante do etanol, no presente estudo comparamos o desempenho de dois grupos de animais com diferentes níveis de sensibilização (alta e baixa) em dois tipos de tarefas (apetitiva e aversiva). Também avaliamos a influência de uma droga amnésica (escopolamina) no desenvolvimento e expressão da sensibilização. Foi observado que animais com diferentes níveis de sensibilização não diferiram quanto à capacidade de aprendizagem após o tratamento crônico com etanol, independentemente do tipo de tarefa. A escopolamina quando administrada no hipocampo dorsal simultaneamente ao tratamento crônico com etanol não alterou o desenvolvimento da sensibilização. Porém, quando administrada por via subcutânea, provocou aumento mais acentuado nos níveis de atividade locomotora em animais que já haviam desenvolvido alta sensibilização do que nos animais que haviam desenvolvido baixa sensibilização ou no grupo controle. Este fenômeno não foi observado quando a administração de escopolamina foi realizada diretamente no núcleo accumbens, e quando administrada em combinação com etanol, foi capaz de bloquear a sensibilização. Estes dados sugerem que o sistema colinérgico atue como um neuromodulador do processo de sensibilização. Porém, parece agir de maneira diferente dependendo do nível de sensibilização desenvolvido pelo animal. / Several authors suggest that behavioral sensitization, characterized as psychomotor activity increase in response to psychoactive drugs repeated administration, seems to play a fundamental role in the development of abuse and dependence, increasing the reinforcement property of these substances. Animals that develop sensitization to ethanol differ regarding the binding to some neurotransmitter receptors and also differ regarding the response to the administration of agonists and antagonists of these receptors. Behavioral sensitization is a complex phenomenon that involves different factors, being affected by environment and learning. To evaluate the influence of learning capacity in the sensitization process, in the present study we compared the performance of two groups of mice that presented different levels of sensitization (high and low) in two different learning tasks (appetitive and aversive). We also evaluated the influence of an amnestic drug (scopolamine) in the development and expression of sensitization. It was observed that mice with different levels of sensitization did not differ regarding their learning capacity after chronic treatment with ethanol, in both tasks. Scopolamine, when administered in the dorsal hippocampus simultaneously with ethanol treatment, did not alter the sensitization development. However, when administered subcutaneously it induced higher levels of locomotor activity in those animals that had already developed high sensitization than in low sensitized mice or in the control group. This phenomenon was not observed when scopolamine was administered directly in the nucleus accumbens. When administered in combination with ethanol, it blocked the sensitization. These data suggest that the cholinergic system acts as a neuromodulator in the sensitization process. However, the cholinergic system seems to act in different ways depending on the level of sensitization developed by the animal. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações