Os Transtornos do Espectro do Autismo, aqui tratados coletivamente sob o termo “autismo”, são distúrbios do desenvolvimento caracterizados por prejuízo no uso da linguagem e na comunicação, redução na interação social e comportamentos e interesses restritos e repetitivos. Evidências sugerem que o autismo é um transtorno multifatorial uma vez que se sabe da existência de um componente genético mas também da contribuição de fatores ambientais como infecções e uso de anticonvulsivantes ao logo da gestação. Apesar do grande número de estudos, a causa do transtorno é desconhecida, não existe tratamento e nenhum marcador diagnóstico foi identificado até o momento. O modelo animal baseado na administração pré-natal de ácido valpróico em ratos foi utilizado como ferramenta de estudo no presente trabalho e, através deste, foram realizadas análises de parâmetros astrocíticos no córtex frontal, hipocampo, estriado e cerebelo de ratos com 4 e 15 dias de idade, além de análises no hipocampo de animais de 120 dias. Os animais de 4 dias de idade apresentam níveis aumentados da proteína glial fibrilar ácida (GFAP) no cerebelo Já os animais de 15 dias apresentam maiores níveis de GFAP em todas as estruturas estudadas. Além disso, há aumento nos níveis de vimentina no hipocampo e no conteúdo de S100B no córtex frontal e estriado. A atividade da glutamina sintetase encontra-se aumentada no hipocampo e reduzida no cerebelo e estriado. Além disso, nossos dados mostraram efeito do VPA sobre a transmissão glutamatérgica uma vez que houve aumento na captação desse transmissor, somada à maior expressão de GLT1 e conteúdo de GSH, além de diminuição na atividade da GS em 120 dias. Nossos resultados indicam que o VPA induz um processo de astrogliose reativa no encéfalo e que o cerebelo parece ser uma estrutura particularmente vulnerável. Sugere-se que os padrões regionais específicos das alterações encefálicas sejam causados pela heterogeneidade dos astrócitos e que a astrogliose pode ter papel no estabelecimento das características fisiopatológicas do autismo. Estudos adicionais são necessários para compreender a origem dessas alterações bem como suas consequências e suas implicações no diagnóstico e tratamento do autismo. / Autism Spectrum Disorders, which will be called “autism” in the present work, consist of a group of developmental disorders characterized by deficits in language and communication, low social interaction and restricted and repetitive behaviors and interests. It is known as a multifactorial disorder including both genetic and environmental components such as maternal infections and anticonvulsant used during pregnancy. Despite of the increasing number of publications in this area, the cause of autism is still unknown and there is neither treatment nor clinical marker. The animal model of autism based on the prenatal exposure to valproic acid in rats was used here to study different astrocytic parameters in the frontal cortex, hippocampus, striatum and cerebellum of male rats with 4 (P4) and 15 (P15) days of age. Additional analyses were done in the hippocampus of 120 days old rats (P120). The expression of GFAP increased in the cerebellum of P4 and in all brain structures from P15 rats. The number of vimentin+ astrocytes increased in hippocampus from P15 group and S100B levels increased in striatum and prefrontal cortex. The activity of GS in P15 increased in hippocampus and decreased in cerebellum and striatum. The effect of VPA on glutamatergic transmission was investigated in P120 were there was an increase in glutamate uptake, GLT1 expression and GSH content and reduced GS activity. Our results indicate that VPA induces early reactive astrogliosis and that cerebellum seems to be especially vulnerable. Regional patterns of brain alterations are probably due to astrocytic heterogeneity and astrogliosis seems to be relevant in establishing autistic neuropathological features. Additional studies are needed to better understand what triggers these alterations and what are their consequences and implications in autism diagnosis and treatment.

Embora os glicocorticoides (GCs) sejam os anti-inflamatórios mais prescritos mundialmente, níveis elevados de GCs potencializam alguns aspectos da resposta inflamatória em regiões do encéfalo de ratos, dependentes da ativação dos receptores GR. Neste estudo visamos avaliar os efeitos dos glicocorticoides em alguns aspectos da resposta inflamatória induzida por LPS nas populações de células (neurônio, micróglia e astrócitos) primárias de córtex frontal derivadas de ratos Wistar neonatos. Através de ensaios EMSA e imunofluorescência, avaliamos indicativos da ativação do fator NFKB em culturas mistas e enriquecidas expostas ao pré-tratamento com CORT, seguido do estímulo inflamatório LPS. Verificamos que a CORT não exerceu sua clássica atividade anti-inflamatória, pois não foi capaz de diminuir a ativação do NFKB induzida pelo LPS nas culturas mistas, sugerindo ser parcialmente dependente da ativação de GR, concentração dos GCs e interações celulares, já que os astrócitos em culturas mistas exibem respostas diferentes quanto ao NFKB, mas a microglia e neurônios não. / Although glucocorticoids (GCs) are the most commonly prescribed anti-inflammatory worldwide, high levels of GCs enhance some aspects of the inflammatory response in brain regions of rats, dependent on activation of GR. In this study, we aim to evaluate the effects of glucocorticoids in some aspects of the inflammatory response LPS-induced in populations of cells (neurons, astrocytes, and microglia) in primary frontal cortex derived from newborn rats. Through EMSA and immunofluorescence assays, we evaluated the indicative factor NFKB activation in mixed and enriched cultures exposed to pretreatment with CORT, followed by the LPS inflammatory stimulus. We found that CORT did not exerted its classic anti-inflammatory activity, whereas it was not able to decrease the activation of NFKB LPS-induced in mixed cultures, suggesting be partially dependent on the GR activation, GCs concentration and cellular interactions, since astrocytes in mixed cultures exhibit different responses relative to NFKB, but neurons and microglia did not.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-06-26T12:59:21Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_InfluenciasTamanhoNinhada.pdf: 7061769 bytes, checksum: c700c3851bd6127e32c00a9484622ce9 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-07-30T13:47:39Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_InfluenciasTamanhoNinhada.pdf: 7061769 bytes, checksum: c700c3851bd6127e32c00a9484622ce9 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-30T13:47:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_InfluenciasTamanhoNinhada.pdf: 7061769 bytes, checksum: c700c3851bd6127e32c00a9484622ce9 (MD5) Previous issue date: 2014 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Estudos anteriores demonstraram efeitos importantes do estresse perinatal no desempenho cognitivo na vida adulta e durante o envelhecimento. Entretanto permanece por ser estudado em detalhe como o exercício físico em diferentes fases da vida contribui para reduzir esses déficits. Isso é particularmente verdadeiro quando se trata de documentar as alterações da matriz extracelular e das células da glia, largamente ignoradas nesses estudos. Assim o objetivo geral do presente trabalho é o de investigar as possíveis influências do tamanho da ninhada e da atividade física sobre a memória de reconhecimento de objetos na vida adulta e possíveis alterações associadas à plasticidade glial e da matriz extracelular da formação hipocampal em modelo murino. Para alcançar esses objetivos alteramos o tamanho da ninhada de ratos Wistar de modo a acentuar o grau de competição entre os filhotes por tetas funcionais e diminuir a quantidade de cuidado materno por indivíduo. Durante o período de aleitamento quantificamos o cuidado materno em ninhadas de diferentes tamanhos. Em várias janelas temporais submetemos grupos selecionados de sujeitos ao exercício em esteira durante 5 semanas adotando o mesmo protocolo de treinamento. Após o exercício alguns grupos de animais adultos e senis foram submetidos ao teste de memória de reconhecimento de objetos que é dependente do hipocampo, sendo sacrificados e processados para imunohistoquímica seletiva para micróglia. Outros grupos de animais adultos não submetidos aos testes comportamentais foram igualmente sacrificados sendo um dos hemisférios empregado para registro de parâmetros difusionais no hipocampo enquanto que o outro foi empregado para imunohistoquímicas seletivas para astrócitos, células NG2 e reelina. Encontramos que o aumento do tamanho da ninhada está relacionado à redução do cuidado materno, ao declínio cognitivo, à proliferação e alteração da morfologia microglial, astrocitária e de células NG2 positivas, assim como às alterações nos padrões de difusão encontradas no tecido hipocampal. Além disso que tais alterações podem ser revertidas pelo menos de forma parcial pela atividade física e que esse efeito é tanto maior quanto mais jovem é o sujeito. O envelhecimento agrava as alterações morfológicas microgliais induzidas pelo aumento do tamanho da ninhada e reduz o desempenho nos testes de memória de reconhecimento de objeto. Os mecanismos moleculares associados a esses efeitos permanecem por ser investigados. / Previous studies have shown significant effects of perinatal stress on cognitive performance in adulthood and during aging. However remains to be studied in detail as exercise at different stages of life helps to reduce these deficits. This is particularly true if we consider previous descriptions of extracellular matrix and glial cell changes, largely ignored in these studies. Thus, the aim of the present report is to investigate possible influences of litter size and physical activity on object recognition memory at adulthood and whether or not these influences affect glial plasticity and extracellular matrix of the hippocampal formation. To that end, we changed the litter size of Wistar rats to accentuate the degree of competition among siblings by functional teats and decrease the amount of maternal care per individual. During the suckling period, we have quantified the maternal care in litters of different sizes. At various time windows we submitted selected subjects to physical exercise on a treadmill, for 5 weeks, adopting the same training protocol. After exercise, some groups of adults and senile animals were submitted to the hippocampal-dependent object recognition memory test, sacrificed, and processed for selective microglia immunolabeling. Other groups of adult animals not subjected to behavioral tests were also euthanized and had one hemisphere used to record diffusional parameters in the hippocampal parenchyma while the other was used for selective immunolabeling to detect astrocytes, NG2 cells and reelin.We found that an increase in litter size was related to the reduction of maternal care, cognitive decline, altered morphology and proliferation of microglia, astrocytes and NG2 cells, as well as to a change in diffusion patterns in the hippocampal stroma. We also demonstrated that these changes may be reversed, at least partially, by physical activity and the extent of these beneficial effects are more pronounced in younger subjects. Finally, we demonstrated that ageing exacerbates microglial morphological changes induced by increased litter size and reduces memory performance.The molecular mechanisms associated to these effects remain to be investigated.

O Acidente Vascular Encefálico (AVE) Hemorrágico representa mais de 10% de todos os casos de AVE e possui altas taxas de morbidade e de mortalidade. Os pacientes que sobrevivem a este evento permanecem com alguma disfunção motora, que algumas vezes é incapacitante. O extravasamento de sangue em um AVE hemorrágico ocorre, geralmente, em regiões onde há bifurcação de pequenas arteríolas penetrantes, como na região dos núcleos da base. O estriado, importante componente dessa região, está relacionado a funções motoras superiores, como o planejamento e a execução do movimento. Alguns estudos demonstram que o pré-condicionamento (PC) isquêmico pode gerar a tolerância a outros eventos que acometem o sistema nervoso. O PC é definido como fenômeno decorrente da exposição de um tecido ou órgão a um insulto sub-letal capaz de resultar em adaptações determinantes para a tolerância tecidual. Isso ocorre mesmo quando esses dois estímulos são de origens diferentes; neste caso diz-se que o PC desenvolveu tolerância cruzada. Desta forma, o presente estudo dedicou-se ao estudo de efeitos celulares e funcionais do pré-condicionamento isquêmico, por oclusão bilateral das artérias carótidas durante 10 minutos, sobre o modelo de hemorragia intracerebral (HIC), por administração intraestriatal de colagenase do tipo IV-S em ratos. A hipótese de trabalho era de que o PC causaria tolerância cruzada para a HIC, e consequente neuroproteção avaliada por testes motores, volume de lesão, com envolvimento de astrocitose e de micróglia reativa Foram usados 67 ratos machos Wistar adultos, divididos em 4 grupos: Sham (controle cirúrgico), PC, HIC, PC+HIC. Assim, os animais dos grupos PC e PC+HIC foram submetidos ao pré-condicionamento e 24 horas depois os animais HIC e PC+HIC receberam a injeção de colagenase, enquanto os animais Sham e PC receberam uma injeção de salina. A avaliação motora dos animais foi realizada a partir dos testes do cilindro e do Staircase. Trinta e quatro dias após a HIC os animais foram perfundidos e o estriado ipsilateral à injeção foi dissecada para obtenção de amostras teciduais necessárias à avaliação da perda tecidual e quantificação de intensidade de fluorescência de GFAP (proteína glial fibrilar ácida) e OX-42, importantes marcadores de astrócitos e microglia, respectivamente. Os resultados demonstram que: a) a HIC causa deficits motores em ambos os testes realizados, e que o PC reverte este efeito; b) a HIC causa lesão estriatal que não é revertido pelo pré-condicionamento; c) a HIC causa aumento da intensidade de fluorescência para GFAP e para OX-42, e o PC reverte apenas a reatividade da micróglia. Em conjunto, sugere-se que o pré-condicionamento isquêmico causa tolerância cruzada com a hemorragia intracerebral experimental, resultando em proteção funcional, mas não morfológica, possivelmente associada a uma diminuição da reatividade da microglia após o evento hemorrágico. / Hemorrhagic Vascular Stroke (EVA) represents more than 10% of all stroke cases with high rates of morbidity and mortality. Patients who survive this event, remain with some motor dysfunction, which is sometimes disabling. The extravasation of blood in a hemorrhagic stroke occurs, generally, in regions where there is bifurcation of small vessels, as in the region of striatum. The striatum is related to the higher motor functions, such as the planning and execution of the movement. Some studies have shown that preconditioning (PC) can generate a tolerance to other events that accompany the nervous system. The PC is presented as the source of the exposure of a sub-lethal, resulting in an adaptation of determinants to a tissue tolerance. Thus, the present study aimed shows the ischemic preconditioning effects, by bilateral occlusion of the carotid arteries for 10 minutes, on the intracerebral hemorrhage (ICH) model, by intra- striatum administration of type IV S collagenase in rats. The working hypothesis was tolerance to HIC, and consequent neuroprotection by motor function, lesion volume, astrocytosis and reactive microglia. A total of 84 male Wistar adult rats were divided into 4 groups: Sham (surgical control), PC, HIC, PC + HIC Thus, the animals of the PC and PC + HIC groups were introduced to the preconditioning and 24 hours later, the HIC and PC + HIC animals received a collagenase injection, while the Sham and PC animals received a saline injection. The evaluation of the animal function was performed from cylinder and Staircase tests. Thirty-four days after the surgery, the striatum was dissected and prepared to lesion volume analysis and fluorescence intensity of GFAP quantification (acid glial fibrillary protein) and OX-42, important astrocyte and microglia markers respectively. The results demonstrate that: a) an HIC causes motor deficits in both tests performed, and that the PC reverses this effect; b) an ICH causes a striatal lesion that is not reversed by preconditioning; c) an HIC promoted high fluorescence intensity for GFAP and OX-42, and PC reverses the microglia reactivity. Taken together, we suggest that ischemic preconditioning combined with experimental intracerebral hemorrhage, promotes functional but not morphological protection, being associated with the microglial reactivity decrease after the hemorrhagic event.

Submitted by Nathalya Silva (nathyjf033@gmail.com) on 2017-06-28T19:11:22Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_CaracterizacaoMorfologicaAstrocitos.pdf: 5530347 bytes, checksum: 493302630728f0e9e17c9018d214061c (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-07-03T18:25:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_CaracterizacaoMorfologicaAstrocitos.pdf: 5530347 bytes, checksum: 493302630728f0e9e17c9018d214061c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-03T18:25:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_CaracterizacaoMorfologicaAstrocitos.pdf: 5530347 bytes, checksum: 493302630728f0e9e17c9018d214061c (MD5) Previous issue date: 2017-04-12 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O maçarico semipalmado Calidris pusilla (C. pusilla) é uma ave migratória de longa distância, que deixa para trás todos os anos, o seu habitat de reprodução no extremo Norte do Canadá e Alasca, em direção à linha costeira da América do Sul, escapando do inverno. Antes de atravessar o Oceano Atlântico, eles param na Baía de Fundy, na costa atlântica da América do Norte, onde aumentam os triglicérides no tecido adiposo, para atender as vigorosas demandas energéticas do voo sem paradas, de 5,3 mil quilômetros sobre o oceano. Uma vez que a atividade bioenergética e de oxidação-redução dos astrócitos estariam sob intensa demanda para sustentar a atividade neuronal e a sobrevivência durante a migração transatlântica de longa distância, nós hipotetizamos que as alterações morfológicas dos astrócitos seriam facilmente visíveis em indivíduos capturados nos sítios de invernada. Para testar essa hipótese, os astrócitos imunomarcados para a protína ácida fibrilar glial - GFAP foram seleccionados de secções da formação hipocampal, uma área que foi proposta desempenhar um papel central na integração da informação espacial e multisensorial para a navegação. Nós quantificamos e comparamos as características morfológicas tridimensionais de astrócitos no hipocampo de aves migratórias adultas capturadas na baía de Fundy, no Canadá, com astrócitos do hipocampo de aves capturadas na região costeira de Bragança durante o período de invernada. Para selecionar os astrócitos para reconstruções microscópicas 3D, utilizamos abordagem amostral aleatória e sistemática. Usando a análise hierarquica de cluster e a análise discriminante aplicada às características morfométricas dos astrócitos reconstruidos para classifica-los morfologicamente, encontramos dois fenótipos morfológicos (designados tipos I e II), tanto em indivíduos migrantes quanto em indivíduos em invernada. Embora em proporções muito diferentes, as complexidades morfológicas de ambos os tipos de astrócitos foram reduzidas após o voo sem parada de longa distância. De fato, as aves capturadas na região costeira de Bragança, durante o período de invernada, apresentaram uma morfologia astrocítica menos complexa do que os indivíduos capturados na baía de Fundy, no Canadá, durante a migração de outono. Como a redução da complexidade foi muito mais intensa no tipo I do que nos astrócitos do tipo II, sugerimos que esses fenótipos morfológicos podem estar associados a diferentes papéis fisiológicos. De fato, em comparação ao tipo I, a maioria dos astrócitos do tipo II não alteraram significativamente a sua morfologia após o voo de longa distância, e a maioria deles, 72,5%, mostraram interações com vasos sanguíneos, enquanto somente 27,5% dos astrócitos do tipo I revelaram tal interação. / The semipalmated sandpiper Calidris pusilla (C. pusilla) is a long-distance migrant shorebird that leaves every year, its breeding habitats in the southern tundra in Canada and Alaska, escaping from winter, towards the coastal line in South America. Before they cross the Atlantic Ocean, they stopover Bay of Fundy on the Atlantic coast of North America, where they increase triglycerides in adipose tissue, to attend the vigorous energetic demands of the 5,300-kilometer non-stop flight over the ocean. Because bioenergetic and redox activity of astrocytes would be under intense demand to sustain neuronal activity and survival during long-distance transatlantic migration, we hypothesize that astrocytes morphological changes may become readily visible in the wintering birds. To test this hypothesis, GFAP immunolabeled astrocytes were selected from sections of the hippocampal formation, an area that has been proposed to play a central role in the integration of multisensory spatial information for navigation. We quantified and compared hippocampal three-dimensional morphological features of astrocytes of adult migrating, captured on the Bay of Fundy, Canada, with hippocampal astrocytes from birds captured in the coastal region of Bragança, Brazil, during the wintering period. To select astrocytes for microscopic 3D reconstructions we used a random and systematic unbiased sampling approach. Using hierarchical cluster and discriminant analysis of 3D morphometric features to classify astrocytes, we found two morphological phenotypes (designated types I and II) both in migrating and wintering individuals. Although in remarkable different extent, the morphological complexities of both types of astrocytes were reduced after long-distance non-stop flight. Indeed, birds captured in the coastal region of Bragança, Brazil, during the wintering period, showed less complex astrocytic morphology than individuals captured in the Bay of Fundy, Canada, during fall migration. Because the reduction in complexity was much more intense in type I than in type II astrocytes, we suggest that these distinct morphological phenotypes may be associated with different physiological roles during migration. Indeed, as compared to type I, most type II astrocytes did not change significantly their morphology after the long-distance flight and many of them (72.5%) revealed unequivocally connection with blood vessels, whereas type I revealed only 27.5%.

A doença de Parkinson (DP) apresenta declínio da capacidade respiratória. Estudo utilizando um modelo de DP induzido pela injeção de 6-hidroxidopamina (6-OHDA) no estriado mostrou redução no número de neurônios envolvidos no controle da respiração. O objetivo desse estudo foi avaliar alterações gliais no núcleo retrotrapezóide (RTN), núcleo do trato solitário, complexo pré-Bötzinger e grupamento respiratório ventrolateral rostral (rVRG) utilizando o mesmo modelo experimental. Em ratos Wistar que receberam a injeção de 6-OHDA bilateralmente no estriado observou-se redução na imunorreatividade para proteína ácida fibrilar glial em astrócitos no rVRG a partir de 30 dias, no RTN a partir de 40 dias e nas demais regiões a partir de 60 dias. Ainda, observamos o aumento da proteína ligante de actina cruzada em microglias na região do RTN aos 30 e 40 dias. Nossos dados sugerem que a redução astrocitária contribui para as alterações respiratórias observadas neste modelo experimental e a presença de neuroinflamação no RTN pode contribuir para a perda celular nesta região. / Parkinson\'s disease (PD) has a decline in respiratory capacity. A study using a model of PD induced by the injection of 6-hydroxydopamine (6-OHDA) in the striatum showed a reduction in the number of neurons involved in the control of breathing. The aim of this study was to evaluate glial changes in the retrotrapezoid nucleus (RTN), nucleus of the solitary tract, pre-Bötzinger complex and rostral ventral respiratory group (rVRG) using the same experimental model. Wistar rats that received bilateral 6-OHDA injection in the striatum present a reduction in immunoreactivity for glial fibrillary acidic protein in astrocytes in the rVRG from 30 days, in the RTN from 40 days and in the other regions from 60 days. We also observed an increase of the Ionized calcium binding adaptor molecule 1 in microglia in the region of the RTN at 30 and 40 days. Our data suggest that astrocytic reduction contributes to the respiratory changes observed in this experimental model and the presence of neuroinflammation in the RTN may contribute to the cellular loss in this region.

O termo neuroplasticidade se refere às mudanças funcionais ou anatômicas que ocorrem no sistema nervoso decorrentes de experiências. O enriquecimento ambiental (EA) é um dos modelos experimentais utilizados para estudar eventos relacionados à neuroplasticidade, pois aumenta a neurogênese, os níveis de neurotrofinas, a sobrevivência neuronal, a sinaptogênese, além de induzir cascatas de sinalização e uma mudança na arborização dendritica dos neurônios de diversas regiões encefálicas. Nos últimos anos a importância dos astrócitos tem ganho destaque, principalmente no que tange a sua capacidade de modular sinapses e na participação ativa em eventos plásticos no encéfalo, essas mudanças estão relacionadas a alterações funcionais e morfológicas. O EA é um modelo interessante para avaliar performances comportamentais pois é um modelo que ocasiona mudanças na capacidade de armazenar e acessar novas informações. Sendo assim, acreditamos que o EA é capaz de gerar efeitos plásticos nos astrócitos do Stratum Radiatum da região CA1 e alterar as respostas comportamentais a tarefa de reconhecimento de objetos. Após oito semanas de EA iniciado logo após o desmame, camundongos CF-1 albinos não apresentam diferenças significativas no número de astrócitos GFAP-ir e na densidade óptica para GFAP no Stratum Radiatum. Entretanto ocorreu um aumento no número de processos originários do soma, aumento no tamanho destes processos no eixo lateral, paralelo as colaterais de Schaffer e no número de intersecções aos círculos concêntricos de Scholl na mesma região. Os astrócitos adquirem um formato estrelado, este achado pode estar relacionado ao aumento da densidade sináptica nesta região e corroboram com a idéia de que modificações astrocitárias são parte ativa dos processos plásticos que ocorrem no encéfalo. Nossos resultados mostraram também uma mudança comportamental na resposta a tarefa de reconhecimento de objetos. Os animais expostos ao EA despendem menos tempo explorando os objetos, tanto familiar como não familiar e apresentam igual capacidade de discriminar os objetos. Estes resultados demonstram um comportamento mais propicio a sobrevivência da espécie em animais expostos ao EA, o que inclui uma rápida exploração e um possível aumento na capacidade de aprender sobre o ambiente. / Environmental enrichment (EE) induces plastic changes in the brain, including morphological changes in hippocampal neurons, with increases in synaptic and spine densities. In recent years, the evidence for a role of astrocytes in regulating synaptic transmission and plasticity has increased, and it is likely that morphological and functional changes in astrocytes play an important role in brain plasticity. In others hand EE is used to investigate behavioral modifications associated with gene-environmental interaction. Our study was designed to evaluate changes in astrocytes induced by EE in the hippocampus, focusing on astrocytic density and on morphological changes in astrocytic processes and the performance in object recognition task (ORT) for evaluate animals ability to learn about their environment. After 8 weeks of EE starting at weaning, CF-1 mice presented no significant changes in astrocyte number or in the density of glial fibrillary acidic protein immunoreactivity (GFAP-ir) in the Stratum Radiatum. However, in the same region occur significant increase in the ramification of astrocytic processes, as well as by an increase in the number and length of primary processes extending in a parallel orientation to CA1 nerve fibers. This led astrocytes to acquire a more stellate morphology, a fact which could be related to the increase in hippocampal synaptic density observed in previous studies. These findings corroborate the idea that structural changes in astrocytic networks are an integral part of plasticity processes occurring in the brain. In other hand, our results indicate that EE decreased the time the animals spent exploring familiar and unfamiliar objects and total time spent exploring both objects, without affecting the capacity of discrimination of objects. These findings indicate a more propitious behavior for species survival in animals subjected to EE, including rapid exploration and learning about the environment.

A doença de Nicmann - Pick tipo C (DNPC) é uma desordem genética lisossomal neurodegenerativa causada pelo acúmulo de lipídios, principalmente colesterol, esfingomielina e glicoesfingolipídios no espaço perinuclear. U18666A é um agente inihidor no transporte de colesterol, que vem sendo utilizado em diversos modelos tanto in vivo quanto in vitro para mimificar DNPC, principalmente em fihrohlastos. Diversas doenças ncurodcgcncrativas estão associadas ao estresse oxidativo c acredita-se que radicais livres, produtos de lipoperoxidação e alterações na fluidez da membrana possam inibir a enzima Na+, K+-A TPase, levando a célula a um "déficit" energético. A deficiência de algumas proteínas como a GF AP parecem tornar os astrócitos menos eficientes em lidar com estados de injúrias no SNC, além de algumas pesquisas mostrarem um decréscimo na fosforilação de vimentina em fihrohlastos humanos com NPC. MK-801 é um receptor não competitivo de NMDA (N-mctil D-aspartato), sendo considerado um ncurotransmissor primário do cérebro. O objetivo desse estudo foi observar os efeitos da droga U 18666A, que causam o acúmulo de colesterol no citoplasma de astrôcitos de ratos jovens e a partir daí verificar a atividade de algumas hidrolascs lisossomais, parâmetros do estresse oxidativo, metabolismo energético e a hipelfosforilação de filamentos intermediários (GFAP e vimcntina) em astrócitos de ratos jovens. Através da coloração de Filippin c microscopia de fluorescência e através da utilização do CellM software, foi feita a visualização e quantificação do colesteroL A melhor dose de U18666A que permitiu o acúmulo de colesterol foi de 0,25 j..tg/mL em um período de incubação de 48 horas. Astrócitos de ratos incubados com a droga (DNPC) mostraram um significativo aumento de colesterol em relação aquelas culturas sem a droga. A medida da atividade da csfingomielinasc c enzimas beta-glicosidase em astrócitos de ratos com NPC foi significativamente menor do que astrócitos controle, o que é consistente com a atividade da DNPC humana. Verificando as alterações sofridas em nível de enzimas antioxidantcs c estresse oxidativo observamos que U 18666A leva a um aumento nos gmpos TBARS e Carbonil, porém a uma diminuição nos grupos tióis medidos por ensaios sulfidril. Além disso, ocorre um decréscimo na atividade de CAT e SOD e aumenta a produção de NO, ao analisarmos a atividade de Na+, K+ A TPase verifica-se um efeito inibitório na atividade dessa enzima. Os presentes resultados mostram que o acúmulo de colesterol nas culturas de células, induz o estresse oxidativo, o que indica que é potencialmente tóxico e confirma os resultados observados em outras doenças neurodegenerativas. Por fim, ao utilizarmos 4 grupos diferentes, fazendo uso ou não da droga c do MK-801 verificou-se que com o acúmulo de colesterol nas células ocorre uma hiperfosforilação dos Filamentos Intermediários, tanto de GFAP quanto de vimentina, porém o MK-801, sendo um antagonista de NMDA e agindo sobre os receptores de glutamato demonstram inibirem a cxcitotoxicidadc provocada pelo Ul8666A. Além dos parâmetros que foram testados em nosso trabalho, como extresse oxidativo, enzimas antioxidantcs c metabolismo energético, fazendo uso da droga para minriticar NPC, outros parâmetros bioquímicas das células, os quais ainda não foram testados em nossos estudos, podem ser testados com este modelo animal, contribuindo assim para uma melhor compreensão da doença. Podemos fazer uso ainda de substâncias que diminuam a excitotocicidade causada pelo aumento do colesterol, observados na NPC, a exemplo do antagonista do receptor NMDA, MK-801, podendo se tomar ferramentas viáveis para auxiliar no tratamento de doenças ncurodcgcncrativas relacionadas a cxcitotocicidadc glutamatérgica. / The Niemann - Pick type C (NPC) is a disorder genetic neurodegenerative caused by lysosomal accumulation of lipids, cspccially cholcstcrol, sphingomyclin and glycosphingolipids in the perinuclear space. U 18666A is an inhibitory agent in choiesteroi transport, which has heen used in several models hoth in vivo and in vitro to mimificar NPC, cspccially in fibroblasts. Various ncurodcgencrativc discases are associatcd with oxidative stress and it is believed that the free radicais, lipid peroxidation products and changes in membrane fluidity may inhibit the enzyme Na+, K + -ATPase, causing the cell suftcring a dcficit of cncrgy. Thc dcficiency of ccrtain protcins as GFAP sccm to makc astrocytes iess efficient in dealing with states of injury in the CNS, and some research shows a decrease in phosphorylation of vimentin in human fibroblasts with NPC. MK-801 is a noncompctitive NMDA receptor, bcing considercd a primary ncurotransmitter. Thc ohjective of this study was to observe the effects of U 18666A drug, eausing the accumulation of cholcstcrol in thc eytoplasm of young rat astrocytcs and thus verify thc activity of some lysosomai hydroiases, oxidative stress parameters, energy metabolism and hyperphosphorylation of intermediate filaments (vimentin and GFAP) in astrocytes of young rat. Through Filippin staining and fluorescence microscopy and by using the software Cel!M was made visualization and quantitation of cholesterol. The hest dose U18666A which allowed thc aceumulation of cholcstcrol was 0.25 mg I mL in a 48 hour period of incubation. Rat astrocytes (NPC) incubated with the drug showed a significant increase in total cholesterol relative to the cultures without drug. The measure of activity of sphingomyclinase and bcta-glucosidasc enzymes in rat astroeytcs NPC was signiticantly lower than contrai astrocytes, which is consistent with the activity of the human NPC. Noting the changcs suftcred in thc levei of antioxidant enzymcs and oxidativc stress U 18666A observed that ieads to an increase in TBARS and carbonyl groups, but a decrease in the thiol groups as measured by sulfl1ydryl tests. Moreover, there is a decrease in SOD and CAT activity and incrcascs the production of NO, by analyzing thc activity ofthe Na+, K + -ATPase there is an inhibitory effect on this enzyme. The present results show that the accumulation of cholesterol in cell cultures induces oxidative stress, which indicates that it is potcntially toxic, confirming the results observed in othcr ncurodcgcnerative discascs. Finally, we used four different groups, with or without the use of the dmg MK-801, and found that the accumulation of cholesterol in cells leads to hyperphosphorylation FI both GFAP and vimcntin, howcver, MK-801, an NMDA antagonist acts on the glutamatc receptor, and inhibit excitotoxicity caused by U 18666A. Besides the parameters that were tcstcd in our study, as oxidative stress, antioxidant cnzymcs and encrgy mctabolism, causing the dmg to mimificar NPC other biochemical parameters of the cells, which were not tested in our study may he tested with this model animal, thus contributing to a better undcrstanding of thc diseasc. Wc can still makc use of substances that rcduec thc excitotocicidade caused by increased choiesteroi, observed in NPC, such as the NMDA receptor antagonist, MK-801, which can hecome viahle tools to aid in the treatment of ncurodcgcnerativc diseascs rclatcd to cxcitotoeicidadc glutamatcrgic.

Os Transtornos do Espectro do Autismo, aqui tratados coletivamente sob o termo “autismo”, são distúrbios do desenvolvimento caracterizados por prejuízo no uso da linguagem e na comunicação, redução na interação social e comportamentos e interesses restritos e repetitivos. Evidências sugerem que o autismo é um transtorno multifatorial uma vez que se sabe da existência de um componente genético mas também da contribuição de fatores ambientais como infecções e uso de anticonvulsivantes ao logo da gestação. Apesar do grande número de estudos, a causa do transtorno é desconhecida, não existe tratamento e nenhum marcador diagnóstico foi identificado até o momento. O modelo animal baseado na administração pré-natal de ácido valpróico em ratos foi utilizado como ferramenta de estudo no presente trabalho e, através deste, foram realizadas análises de parâmetros astrocíticos no córtex frontal, hipocampo, estriado e cerebelo de ratos com 4 e 15 dias de idade, além de análises no hipocampo de animais de 120 dias. Os animais de 4 dias de idade apresentam níveis aumentados da proteína glial fibrilar ácida (GFAP) no cerebelo Já os animais de 15 dias apresentam maiores níveis de GFAP em todas as estruturas estudadas. Além disso, há aumento nos níveis de vimentina no hipocampo e no conteúdo de S100B no córtex frontal e estriado. A atividade da glutamina sintetase encontra-se aumentada no hipocampo e reduzida no cerebelo e estriado. Além disso, nossos dados mostraram efeito do VPA sobre a transmissão glutamatérgica uma vez que houve aumento na captação desse transmissor, somada à maior expressão de GLT1 e conteúdo de GSH, além de diminuição na atividade da GS em 120 dias. Nossos resultados indicam que o VPA induz um processo de astrogliose reativa no encéfalo e que o cerebelo parece ser uma estrutura particularmente vulnerável. Sugere-se que os padrões regionais específicos das alterações encefálicas sejam causados pela heterogeneidade dos astrócitos e que a astrogliose pode ter papel no estabelecimento das características fisiopatológicas do autismo. Estudos adicionais são necessários para compreender a origem dessas alterações bem como suas consequências e suas implicações no diagnóstico e tratamento do autismo. / Autism Spectrum Disorders, which will be called “autism” in the present work, consist of a group of developmental disorders characterized by deficits in language and communication, low social interaction and restricted and repetitive behaviors and interests. It is known as a multifactorial disorder including both genetic and environmental components such as maternal infections and anticonvulsant used during pregnancy. Despite of the increasing number of publications in this area, the cause of autism is still unknown and there is neither treatment nor clinical marker. The animal model of autism based on the prenatal exposure to valproic acid in rats was used here to study different astrocytic parameters in the frontal cortex, hippocampus, striatum and cerebellum of male rats with 4 (P4) and 15 (P15) days of age. Additional analyses were done in the hippocampus of 120 days old rats (P120). The expression of GFAP increased in the cerebellum of P4 and in all brain structures from P15 rats. The number of vimentin+ astrocytes increased in hippocampus from P15 group and S100B levels increased in striatum and prefrontal cortex. The activity of GS in P15 increased in hippocampus and decreased in cerebellum and striatum. The effect of VPA on glutamatergic transmission was investigated in P120 were there was an increase in glutamate uptake, GLT1 expression and GSH content and reduced GS activity. Our results indicate that VPA induces early reactive astrogliosis and that cerebellum seems to be especially vulnerable. Regional patterns of brain alterations are probably due to astrocytic heterogeneity and astrogliosis seems to be relevant in establishing autistic neuropathological features. Additional studies are needed to better understand what triggers these alterations and what are their consequences and implications in autism diagnosis and treatment.

(OMIM 246450), também conhecida por acidúria 3-hidroxi-3-metilglutárica (HMGA), é um distúrbio genético caracterizado bioquimicamente pelo acúmulo predominante dos ácidos 3-hidroxi-3-metilglutárico (HMG), 3-metilglutárico (MGA) e 3-metilglutacônico (MGT), bem como em menor grau do ácido 3- hidroxiisovalérico em tecidos e líquidos biológicos de indivíduos afetados. Os pacientes apresentam sintomas neurológicos graves e anormalidades no córtex cerebral e gânglios da base cuja fisiopatogenia é pouco conhecida. No presente estudo investigamos os efeitos dos principais metabólitos acumulados na HMGA sobre importantes parâmetros de estresse oxidativo em estriado de ratos injetados com esses compostos e em astrócitos cultivados de córtex cerebral, bem como sobre a fosforilação de proteínas do citoesqueleto de estriado e córtex cerebral de ratos com 30 dias de idade. Assim, estudamos inicialmente os efeitos da administração intrastriatal de HMG e MGA sobre importantes parâmetros de estresse oxidativo em ratos em desenvolvimento. Nossos resultados demonstram que o HMG e o MGA induziram dano oxidativo em lipídios e proteínas. Os dois ácidos também aumentaram a oxidação da 2'- 7'-diclorofluorescina (DCFH), ao passo que apenas o HMG induziu a produção de óxido nítrico. Em relação às defesas antioxidantes o HMG e o MGA provocaram uma diminuição das concentrações de glutationa reduzida e das atividades da superóxido dismutase e glutationa redutase, bem como um aumento da atividade da glutationa peroxidase. Já o HMG também causou um aumento de atividade da catalase e uma diminuição da atividade da glicose-6- fosfato desidrogenase. Finalmente observou-se que antioxidantes preveniram completamente ou atenuaram as alterações dos parâmetros de estresse oxidativo causadas pelo HMG, reforçando a participação de espécies reativas nesses efeitos. Observou-se também que MK-801, um antagonista nãocompetitivo do receptor glutamatérgico do tipo N-metil-D-aspartato (NMDA), preveniu alguns dos efeitos provocados pelo HMG, indicando o envolvimento do receptor NMDA no desequilíbrio redox causado por esse metabólito. Tendo em vista que os astrócitos são importantes para proteção neuronal e são susceptíveis a danos por neurotoxinas, o passo seguinte de nossa investigação foi determinar os efeitos do HMG e MGA sobre parâmetros importantes da homeostase redox e produção de citocinas em astrócitos corticais cultivados. Ambos os ácidos orgânicos reduziram a função mitocondrial astrocitária sem alterarem a viabilidade celular e também diminuíram as concentrações de glutationa reduzida. Em contrapartida, ambos metabólitos aumentaram a formação de espécies reativas (oxidação da DCFH) e também provocaram um aumento na liberação das IL-1β, IL-6 e TNFα através da via de sinalização de Erk. Finalmente investigamos os efeitos do HMG, MGA e MGT sobre a fosforilação da GFAP e subunidades NFL, NFM e NFH dos neurofilamentos (NF) em fatias de estriado e de córtex cerebral. Nossos resultados demonstraram que o HMG, o MGA e o MGT provocaram uma hipofosforilação da GFAP e todas as subunidades dos NF nas duas estruturas cerebrais. Verificamos ainda que a hipofosoforilação induzida por HMG nas proteínas do citoesqueleto foi mediada pela inibição das proteínas cinases, sem alterações de proteínas fosfatases. Assim, demonstramos que uma inibição da PKA estaria envolvida na hipofosforilação da Ser55 na região aminoterminal da NFL, 3 bem como uma inibição da JNK, resultaria na hipofosforilação das repetições do tipo KSP na região carboxiterminal das subunidades NFM e NFH. Observou-se também que a hipofosforilação do citoesqueleto era dependente dos receptores glutamatérgicos sinápticos e extrasinápticos (subunidade NR2B) do tipo NMDA e também do íon Ca2+. Além disso, o inibidor da óxido nítrico sintase, L-NAME, e o antioxidante TROLOX (análogo hidrosolúvel da vitamina E) preveniram completamente a hipofosforilação e a inibição das atividades da PKA e da JNK causada pelo HMG. Podemos então presumir que, os presentes dados fornecem evidências sólidas de que o estresse oxidativo induzido pelo HMG e MGA em estriados de ratos e em astrócitos corticais cultivados, além de uma resposta inflamatória evidenciada nessas células neurais e uma hipofosoforilação em proteínas do citoesqueleto possam representar mecanismos patológicos importantes que contribuem, ao menos em parte, com as alterações cerebrais observadas nos pacientes afetados pela deficiência da HL. / 3-Hydroxy-3-methylglutaryl-CoA lyase (HL) deficiency, also known as 3- hydroxy-3-methylglutaric aciduria (HMGA) is a genetic disorder biochemically characterized by predominant accumulation of 3-hydroxy-3-methylglutaric (HMG), 3-methylglutaric (MGA) and 3-methylglutaconic (MGT), as well as lesser amounts of 3-methylglutaconic and 3-hydroxyisovaleric acids in tissues and biological fluids of affected individuals. Clinically, the patients present neurological symptoms and basal ganglia injury, whose pathomechanisms are partially understood. In the present study, we investigated the effects of the main metabolites accumulating in HMGA on important parameters of oxidative stress in intrastriatally injected rats, in cortical cultured astrocytes, as well as on the phosphorylation of striatal and cortical cytoskeletal proteins of 30 day old rats. Thus, we first investigated the effects of the intrastiatal administration of HMG and MGA on important parameters of oxidative stress in developing rats. Our results demonstrate that HMG and MGA induced lipid and protein oxidative damage. HMG and MGA also increased 2',7'-dichlorofluorescein oxidation, whereas only HMG elicited nitric oxide production. Regarding the antioxidant defenses, both organic acids decreased reduced glutathione concentrations and the activities of superoxide dismutase and glutathione reductase and increased glutathione peroxidase activity. HMG also provoked an increase of catalase activity and a diminution of glucose-6-phosphate dehydrogenase activity. We finally observed that antioxidants fully prevented or attenuated HMG-induced alterations of the oxidative stress parameters, further indicating the participation of reactive species in these effects. We also observed that MK- 801, a non-competitive antagonist of the N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor, prevented some of these effects, indicating the involvement of the NMDA receptor in the redox imbalance provoked HMG effects. Considering that astrocytes are important for neuronal protection and are susceptible to damage by neurotoxins the next step of this work was investigated the effects of HMG and MGA on important parameters of redox homeostasis and cytokine production in cortical cultured astrocytes. Both organic acids decreased astrocytic mitochondrial function withouth altering cell viability, and also decreased the concentrations of reduced glutathione. In contrast, they increased reactive species formation (DCFH oxidation) and also provoked a significant increase of IL-1, IL-6 and TNFα release through the Erk signaling pathway. Finally, we investigated the effects of HMG, MGA and MGT on the phosphorylation of GFAP and the neurofilaments (NF) subunits NFL, NFM and NFH in striatal and cortical slices. Our results demonstrated that HMG, MGA and MGT caused hypophosphorylation of GFAP and of all NF subunits in both cerebral structures. We also found that the HMG-induced hypophosphorylation on the cytoskeletal proteins was mediated by the inhibition of protein kinases without altering protein phosphatases. Thus, we demonstrated that PKA inhibition was involved in the hypophosphorylation of Ser55 in the amino terminal region of NFL, as well as JNK inhibition resulting in the hypophosphorylation of KSPrepeats in the carboxyl terminal region of NFM and NFH subunits. It was also observed that the cytoskeletal hypophosphorylation was dependent on synaptic and extra synaptic (NR2B subunit) NMDA glutamatergic receptors and also on Ca2+. Furthermore, the nitric oxide synthase inhibitor, L-NAME, and the antioxidant TROLOX (polar analog of 5 vitamin E) fully prevented the hypophosphorylation and the inhibition of PKA and JNK activities caused by HMG. We can then presume that all these data provide solid evidence that oxidative stress induced by HMG and MGA in rat striatum and cortical cultured astrocytes, beyond of a inflamatory response verified in this neural cell type and an hypophosphorylation of cytoskeletal proteins could represent important pathomechanisms that contribute, at least in part, the cerebral alterations observed in the patients afected by the HL deficiency.