A hiperamonemia é o principal elemento na patogênese da encefalopatia hepática e a neurotoxicidade da amônia envolve um efeito no sistema de neurotransmissão glutamatérgica. Os astrócitos são intimamente relacionados com a transmissão glutamatérgica e, de fato, muitas alterações gliais específicas têm sido relatadas devido à exposição à amônia. A proteína S100B, particularmente a S100B extracelular, é usada como um parâmetro de ativação glial em diversas situações de injúria cerebral. Entretanto, existe pouca informação sobre essa proteína na toxicidade da amônia e nada se sabe sobre a sua secreção por astrócitos durante uma exposição à amônia. Nesse trabalho, nós investigamos a secreção de S100B em astrócitos corticais de ratos expostos de forma aguda à amônia, bem como a morfologia astrocítica, o imunoconteúdo da proteína fibrilar ácida glial (GFAP) e a atividade da enzima glutamina sintetase (GS). Além disso, investigamos um possível efeito da creatina nesses parâmetros gliais, devido a esse composto ter um suposto papel contra a toxicidade da amônia em culturas celulares. Encontramos um aumento da secreção de S100B em astrócitos expostos por 24 h à amônia, acompanhado de uma redução do imunoconteúdo de GFAP e da atividade da GS. Como elevados e persistentes aumentos extracelulares de S100B têm um efeito tóxico em células neuronais, a secreção alterada de S100B induzida pela amônia pode contribuir para o dano cerebral observado na encefalopatia hepática. A adição de creatina não impediu esse aumento na secreção de S100B, mas foi capaz de impedir a redução da concentração de GFAP e da atividade da GS induzidas pela exposição à amônia. / Hyperammonemia is a major element in the pathogenesis of hepatic encephalopathy (HE) and ammonia neurotoxicity involves an effect on the glutamatergic neurotransmitter system. Astrocytes are intimately related to glutamatergic neurotransmission and, in fact, many specific glial alterations have been reported due to ammonia exposure. S100B protein, particularly extracellular S100B, is used as a parameter of glial activation or commitment in several situations of brain injury. However, there is little information about this protein in ammonia toxicity and none about its secretion in astrocytes under ammonia exposure. In this study we investigated S100B secretion in rat cortical astrocytes acutely exposed to ammonia, as well astrocyte morphology, glial fibrillary acidic protein (GFAP) content and glutamine synthetase (GS) activity. Moreover, we studied a possible effect of creatine on these glial parameters, since that this compound has a putative role against ammonia toxicity in cell cultures. We found an increase in S100B secretion by astrocytes exposed to ammonia for 24 h, accompanied by a decrease in GFAP content and GS activity. Since elevated and persistent extracellular S100B plays a toxic effect on neural cells, altered extracellular content of S100B induced by ammonia could contribute to the brain impairment observed in HE. Creatine addition did not prevent this increment in S100B secretion, but was able to prevent the decrease in GFAP content and GS activity induced by ammonia exposure.

Muitos trabalhos têm demonstrado a correlação existente entre gênero e prevalência da doença de Alzheimer (DA), sendo que as mulheres compreendem dois terços dos pacientes afetados. A estreptozotocina (STZ) é uma substância que vem sendo muito utilizada, por administração intracerebroventricular, para produzir um modelo de doença de Alzheimer esporádica com características neuroquímicas e fisiopatológicas semelhantes à DA, em roedores. Dessa forma, essa tese teve como objetivo avaliar as alterações comportamentais cognitivas e parâmetros neuroquímicos (ChAT, S100B, GFAP, GSH e captação de glicose) em hipocampo e cerebelo de ratos e ratas expostas ao modelo de doença de Alzheimer por STZ. Para um melhor entendimento das alterações, as avaliações foram realizadas em três diferentes tempos após a indução do modelo: duas, quatro e oito semanas. Como resultado, encontramos declínio cognitivo e alterações neuroquímicas hipocampais e cerebelares. Interessantemente, machos e fêmeas apresentaram distintas respostas frente ao insulto por STZ, mostrando ser este um campo interessante para caracterização e aprofundamento do modelo que utilizamos. Este trabalho confirma o comprometimento cognitivo e as alterações neuroquímicas presentes no modelo e estes se somam às variações funcionais encontradas nos astrócitos. Tais alterações também estão presentes na DA, apontando a interação neuroglial como um importante alvo de estudo na doença e, consequentemente, na busca por alternativas terapêuticas. / Many studies have demonstrated the correlation between gender and prevalence of Alzheimer's disease (AD), with women comprising two thirds of the affected patients. Streptozotocin (STZ) is a substance that has been widely used by intracerebroventricular administration to produce a model of sporadic Alzheimer's disease with neurochemical and pathophysiological characteristics similar to AD, in rodents. Thus, this thesis aimed to evaluate cognitive behavioral changes and neurochemical parameters (ChAT, S100B, GFAP, GSH and glucose uptake) in the hippocampus and cerebellum of rats (males and females) exposed to the model of sporadic Alzheimer's disease by STZ. For the best comprehension of the changes, the evaluations were performed at three different times after the induction of the model: two, four and eight weeks. As a result, we found cognitive decline and hippocampal and cerebellar neurochemical changes. Interestingly, males and females presented different responses to STZ damage, showing that this is an interesting field for characterization and deepening of the model we use. This work confirms the cognitive impairment and the neurochemical changes present in the model and these are added to the functional shifts found in the astrocytes. These alterations are also present in AD, pointing to neuroglial interaction as an important target for the study of the disease and, consequently, the search for therapeutic alternatives.

Nucleotídeos extracelulares são envolvidos em diversos processos patofisiológicos no sistema nervoso central. Astrócitos são a maior fonte de nucleotídeos extracelulares da adenina no cérebro e também importantes alvos para as ações desses nucleotídeos via receptores purinérgicos P2. As ações induzidas pela sinalização purinérgica são reguladas pelas ecto-nucleotidases, que incluem membros da família das ecto-nucleosídeo trifosfato difosfoidrolase (E-NTPDase), ecto-5’-nucleotidase (ecto- 5’N) e ecto-adenosina deaminase (ADA). Culturas de astrócitos preparadas de hipocampo, córtex e cerebelo de ratos foram capazes de rapidamente converter ATP extracelular a ADP, que foi então hidrolizado a AMP. Os nucleosídeos tri-fosfatados foram hidrolisados preferencialmente aos difosfatados em todas as estruturas cerebrais. A análise cinética sugere que varias ecto-nucleotidases estão envolvidas nessa cascata enzimática. Análises preliminares de mRNA por PCR indicaram que astrócitos expressam múltiplos membros da família das NTPDases (NTPDase1 a NTPDase3 e NTPDase5/6). Por RT-PCR quantitativo (Real-time PCR), nós identificamos a NTPDase2 (CD39L1) como a NTPDase predominante expressa por astrócitos de hipocampo, córtex e cerebelo de ratos. Astrócitos do cerebelo apresentaram um padrão diferente para a hidrólise do AMP, com uma atividade específica 7 vezes maior, quando comparada com astrócitos de hipocampo e córtex. Uma maior expressão da ecto-5’N por RT-PCR foi identificada nessa estrutura. Não houve acúmulo de adenosina extracelular em todas as estruturas estudadas, indicando a presença de uma alta atividade ecto-adenosina deaminase em astrócitos. Dipiridamol aumentou significativamente os níveis de inosina no meio extracelular de astrócitos de hipocampo e córtex, mas não em astrócitos de cerebelo. Essas diferenças observadas podem indicar heterogeneidade funcional dos nucleotídeos no cérebro. Com o objetivo de investigar as enzimas envolvidas no catabolismo dos nucleotídeos como indicadoras da invasividade e agressividade dos gliomas malignos, nós avaliamos a degradação dos nucleotídeos extracelulares em cinco linhagens de gliomas diferentes e comparamos com astrócitos. Todas as linhagens de gliomas examinadas apresentaram baixas razões de hidrólise quando comparadas com astrócitos. Resultados preliminares sugerem que a falta de expressão da NTPDase1 e 2 possam ser responsáveis pela baixa hidrólise de ATP nas linhagens de gliomas. Considerando que o ATP é reconhecido como um fator mitogênico que induz a proliferação em células de gliomas, a substancial diminuição na hidrólise de ATP e ADP observadas em gliomas, sugere que alterações na via das ecto-nucleotidases pode representar um importante mecanismo associado com a transformação maligna desse tipo de tumor.

O resveratrol (3,5,4’-trihydroxy-trans-stilbene) é um polifenol encontrado nas uvas e no vinho tinto, que possui propriedades antioxidantes, antiinflamatórias, bem como cardioprotetoras. Recentemente, cada vez mais estudos sugerem que o resveratrol possa exercer um papel significativo; regulando funções importantes no SNC, especialmente sob condições patológicas. Assim, neste estudo nós investigamos o papel neuroprotetor do resveratrol através de um efeito modulatório sobre parâmetros gliais em cultura primária de astrócitos corticais e em um modelo de fatias hipocampais. Os astrócitos são as células mais abundantes constituintes do SNC e uma de suas funções consiste em exercer um papel protetor contra o estresse oxidativo. Nós observamos que o tratamento com resveratrol por 24 h foi capaz de aumentar a captação de glutamato, o conteúdo de glutationa e secreção de S100B em cultura de astrócitos corticais. Além disso, a pré-incubação com resveratrol confirmou seu potencial não só como antioxidante, mas também modulando as funções gliais mesmo após um insulto oxidativo com 0,1 mM de H2O2. Observamos que o resveratrol impediu o aumento das espécies reativas de oxigênio após uma injúria com H2O2 e evitou a diminuição da captação de glutamato e do conteúdo de glutationa. Enquanto que a secreção de S100B, 1 h após o dano com H2O2, apresentou um aumento transitório que foi revertido pela presença de resveratrol. O oposto ocorreu 24 h após o insulto, quando o H2O2 levou a uma diminuição na secreção de S100B, enquanto que na presença do resveratrol foi observado um aumento da proteína no meio extracelular. Um perfil semelhante foi encontrado em fatias hipocampais tratadas com resveratrol após um insulto com 0,1 e 1 mM de H2O2. Apesar do resveratrol não ter revertido a diminuição dos níveis extracelulares de lactato e a redução da viabilidade celular induzidos por 1 mM de H2O2, o polifenol preveniu o aumento da permeabilidade da membrana observada. O resveratrol também impediu a diminuição do conteúdo de glutationa após a exposição ao H2O2. Ainda, a ativação da ERK1/2 provocada por 1 mM de H2O2 foi completamente prevenida pelo resveratrol. Entretanto, o resveratrol evitou a diminuição na captação de glutamato apenas após o insulto com 0,1 mM de H2O2. Embora os mecanismos através dos quais o resveratrol exerce seus efeitos ainda não estejam completamente esclarecidos, podemos propor que o polifenol apresenta um papel protetor contra injúrias no SNC por modular funções gliais. / Resveratrol (3,5,4’-trihydroxy-trans-stilbene) is a polyphenol present in grapes and red wine, which has antioxidant, anti-inflammatory and cardioprotective properties. Recently, a great number of reports suggest that resveratrol might be involved in important functions of SNC, especially under pathological conditions. Therefore, in this study, we investigate the neuroprotective role of resveratrol through modulatory effect on glial parameters in primary cortical astrocytes and hippocampal slice preparations. Astrocytes are the most abundant cell type CNS and are involved in a protective role against oxidative stress. We observed that 24 h treatment with resveratrol lead to an increase in glutamate uptake, glutathione content and S100B secretion in astrocyte cultures. Moreover, pre-incubation with resveratrol has confirmed its potential not just as an antioxidant, but also by modulating glial functions even after an oxidative insult with 0,1 mM H2O2. Resveratrol avoided the increase of reactive species of oxygen after an insult with H2O2 and prevented the decrease in glutamate uptake and glutathione content. Moreover, 1 h after H2O2 injury, S100B secretion demonstrated a transitory increase that was reverted by resveratrol. In contrast, 24 h after the oxidative damage exposure it was observed a decrease in S100B caused by H2O2 while in the presence of resveratrol there was an increase of S100B in the extracellular. A similar profile was found in hippocampal slices treated with resveratrol after oxidative damage with 0,1 and 1 mM H2O2. Even though resveratrol did not changed the decrease in lactate levels and the reduction in cell viability induced by 1 mM H2O2, it was able to prevent the increase in cell permeability. Resveratrol also prevented the decrease of glutathione content after H2O2. There was also an activation of ERK1/2 by 1 mM H2O2 that resveratrol fully prevented. However, resveratrol only reverted the decrease in glutamate uptake induced by 0,1 mM H2O2. Although the mechanisms underlying resveratrol effects are not completely clear, we may propose that resveratrol could represent a protective strategy to avoid brain injury by modulating glial functions.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:41:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000447382-Texto+Completo-0.pdf: 4486344 bytes, checksum: 86fdbbba27db00743c8e29d0d264ba0e (MD5) Previous issue date: 2013 / A wide variety of studies have demonstrated that physical activity has beneficial effects on brain function, including the improvement of cognition, the enhancement of learning and memory processes, and also displays neuroprotective effects. One of the mechanisms responsible for these beneficial effects is the influence that exercise has on brain plasticity. In this sense, the hippocampus is a brain region particularly important in the formation of new memories and featured as one of the main structures of the brain where we observe neurogenesis in adulthood. The astrocytes are important glial cells, critical for neuronal energy metabolism by regulating the concentration of various molecules and as neurons, are believed to participate actively in the synaptic function. Furthermore, astrocytes are susceptible to plasticity induced by environmental stimuli such as physical exercise. The aim of this study was to investigate whether physical exercise can alter the immunoreactivity for Glial Fibrillary Acidic Protein (GFAP), density and morphology of GFAP positive astrocytes, in the stratum radiatum of the CA1 region of the rat hippocampus. Thirteen male rats were divided in two groups: Sedentary (n=6) and Exercise (n=7). The animals in the exercise group were submitted to a protocol of 30 minutes of daily physical exercise on a treadmill for 4 consecutive weeks. GFAP immunoreactivity was evaluated using optical densitometry and the analysis of the astrocyte ramification was done using an adaptation of Sholl's concentric circles method. The results show that physical exercise is capable of increasing the density of GFAP positive astrocytes as well as the regional and cellular GFAP expression. In addition, physical exercise altered astrocytic morphology as shown by the increased degree of ramification observed in the lateral quadrants and in the length of the longest astrocytic processes in the central quadrants. This data demonstrate important changes in astrocytes promoted by physical exercise, supporting the idea that these cells are involved in regulating neural activity and plasticity. / Diversos estudos demonstram que a prática de atividade física diária tem efeitos benéficos sobre a função cerebral, incluindo melhora da cognição e dos processos de aprendizagem e memória, além de apresentar efeitos neuroprotetores. Um dos mecanismos responsáveis por esses efeitos benéficos é a influência que o exercício físico exerce sobre a plasticidade neural. Neste sentido, o hipocampo é uma região encefálica especialmente importante nos processos de formação de novas memórias e caracterizado como um dos principais locais do encéfalo onde observamos neurogênese em fase adulta. Os astrócitos são importantes células da glia, fundamentais para o metabolismo energético neuronal, regulando a concentração de várias moléculas e assim como os neurônios, acredita-se que participem ativamente da função sináptica. Além disso, os astrócitos são células suscetíveis à plasticidade induzida por estímulos ambientais, como o exercício físico. O objetivo deste estudo foi investigar se o exercício físico é capaz de alterar a imunorreatividade para a Proteína Glial Fibrilar Ácida (GFAP), a densidade e a morfologia dos astrócitos GFAP positivos, do stratum radiatum da região CA1 do hipocampo de ratos Wistar. Treze ratos machos foram divididos em 2 grupos: Sedentário (n=6) e Exercício (n=7). Os animais do grupo exercício foram submetidos a 4 semanas de exercício físico diário em esteira durante 30 minutos por dia. A imunorreatividade para GFAP foi avaliada por densitometria óptica e a análise da ramificação astrocitária foi realizada por uma adaptação do método dos círculos concêntricos de Sholl. Os resultados obtidos demonstram que o exercício físico foi capaz de aumentar a densidade de astrócitos GFAP positivos, bem como a expressão regional e celular de GFAP. Além disso, os astrócitos alteraram sua morfologia em resposta ao exercício físico, o que foi demonstrado pelo aumento no grau de ramificação dos astrócitos nos quadrantes laterais e no comprimento dos processos astrocíticos nos quadrantes centrais. Estes achados demonstram importantes alterações astrocitárias após o exercício físico, corroborando a ideia de que estas células estão envolvidas na regulação da atividade neural e da plasticidade.

Nucleotídeos extracelulares são envolvidos em diversos processos patofisiológicos no sistema nervoso central. Astrócitos são a maior fonte de nucleotídeos extracelulares da adenina no cérebro e também importantes alvos para as ações desses nucleotídeos via receptores purinérgicos P2. As ações induzidas pela sinalização purinérgica são reguladas pelas ecto-nucleotidases, que incluem membros da família das ecto-nucleosídeo trifosfato difosfoidrolase (E-NTPDase), ecto-5’-nucleotidase (ecto- 5’N) e ecto-adenosina deaminase (ADA). Culturas de astrócitos preparadas de hipocampo, córtex e cerebelo de ratos foram capazes de rapidamente converter ATP extracelular a ADP, que foi então hidrolizado a AMP. Os nucleosídeos tri-fosfatados foram hidrolisados preferencialmente aos difosfatados em todas as estruturas cerebrais. A análise cinética sugere que varias ecto-nucleotidases estão envolvidas nessa cascata enzimática. Análises preliminares de mRNA por PCR indicaram que astrócitos expressam múltiplos membros da família das NTPDases (NTPDase1 a NTPDase3 e NTPDase5/6). Por RT-PCR quantitativo (Real-time PCR), nós identificamos a NTPDase2 (CD39L1) como a NTPDase predominante expressa por astrócitos de hipocampo, córtex e cerebelo de ratos. Astrócitos do cerebelo apresentaram um padrão diferente para a hidrólise do AMP, com uma atividade específica 7 vezes maior, quando comparada com astrócitos de hipocampo e córtex. Uma maior expressão da ecto-5’N por RT-PCR foi identificada nessa estrutura. Não houve acúmulo de adenosina extracelular em todas as estruturas estudadas, indicando a presença de uma alta atividade ecto-adenosina deaminase em astrócitos. Dipiridamol aumentou significativamente os níveis de inosina no meio extracelular de astrócitos de hipocampo e córtex, mas não em astrócitos de cerebelo. Essas diferenças observadas podem indicar heterogeneidade funcional dos nucleotídeos no cérebro. Com o objetivo de investigar as enzimas envolvidas no catabolismo dos nucleotídeos como indicadoras da invasividade e agressividade dos gliomas malignos, nós avaliamos a degradação dos nucleotídeos extracelulares em cinco linhagens de gliomas diferentes e comparamos com astrócitos. Todas as linhagens de gliomas examinadas apresentaram baixas razões de hidrólise quando comparadas com astrócitos. Resultados preliminares sugerem que a falta de expressão da NTPDase1 e 2 possam ser responsáveis pela baixa hidrólise de ATP nas linhagens de gliomas. Considerando que o ATP é reconhecido como um fator mitogênico que induz a proliferação em células de gliomas, a substancial diminuição na hidrólise de ATP e ADP observadas em gliomas, sugere que alterações na via das ecto-nucleotidases pode representar um importante mecanismo associado com a transformação maligna desse tipo de tumor.

O resveratrol (3,5,4’-trihydroxy-trans-stilbene) é um polifenol encontrado nas uvas e no vinho tinto, que possui propriedades antioxidantes, antiinflamatórias, bem como cardioprotetoras. Recentemente, cada vez mais estudos sugerem que o resveratrol possa exercer um papel significativo; regulando funções importantes no SNC, especialmente sob condições patológicas. Assim, neste estudo nós investigamos o papel neuroprotetor do resveratrol através de um efeito modulatório sobre parâmetros gliais em cultura primária de astrócitos corticais e em um modelo de fatias hipocampais. Os astrócitos são as células mais abundantes constituintes do SNC e uma de suas funções consiste em exercer um papel protetor contra o estresse oxidativo. Nós observamos que o tratamento com resveratrol por 24 h foi capaz de aumentar a captação de glutamato, o conteúdo de glutationa e secreção de S100B em cultura de astrócitos corticais. Além disso, a pré-incubação com resveratrol confirmou seu potencial não só como antioxidante, mas também modulando as funções gliais mesmo após um insulto oxidativo com 0,1 mM de H2O2. Observamos que o resveratrol impediu o aumento das espécies reativas de oxigênio após uma injúria com H2O2 e evitou a diminuição da captação de glutamato e do conteúdo de glutationa. Enquanto que a secreção de S100B, 1 h após o dano com H2O2, apresentou um aumento transitório que foi revertido pela presença de resveratrol. O oposto ocorreu 24 h após o insulto, quando o H2O2 levou a uma diminuição na secreção de S100B, enquanto que na presença do resveratrol foi observado um aumento da proteína no meio extracelular. Um perfil semelhante foi encontrado em fatias hipocampais tratadas com resveratrol após um insulto com 0,1 e 1 mM de H2O2. Apesar do resveratrol não ter revertido a diminuição dos níveis extracelulares de lactato e a redução da viabilidade celular induzidos por 1 mM de H2O2, o polifenol preveniu o aumento da permeabilidade da membrana observada. O resveratrol também impediu a diminuição do conteúdo de glutationa após a exposição ao H2O2. Ainda, a ativação da ERK1/2 provocada por 1 mM de H2O2 foi completamente prevenida pelo resveratrol. Entretanto, o resveratrol evitou a diminuição na captação de glutamato apenas após o insulto com 0,1 mM de H2O2. Embora os mecanismos através dos quais o resveratrol exerce seus efeitos ainda não estejam completamente esclarecidos, podemos propor que o polifenol apresenta um papel protetor contra injúrias no SNC por modular funções gliais. / Resveratrol (3,5,4’-trihydroxy-trans-stilbene) is a polyphenol present in grapes and red wine, which has antioxidant, anti-inflammatory and cardioprotective properties. Recently, a great number of reports suggest that resveratrol might be involved in important functions of SNC, especially under pathological conditions. Therefore, in this study, we investigate the neuroprotective role of resveratrol through modulatory effect on glial parameters in primary cortical astrocytes and hippocampal slice preparations. Astrocytes are the most abundant cell type CNS and are involved in a protective role against oxidative stress. We observed that 24 h treatment with resveratrol lead to an increase in glutamate uptake, glutathione content and S100B secretion in astrocyte cultures. Moreover, pre-incubation with resveratrol has confirmed its potential not just as an antioxidant, but also by modulating glial functions even after an oxidative insult with 0,1 mM H2O2. Resveratrol avoided the increase of reactive species of oxygen after an insult with H2O2 and prevented the decrease in glutamate uptake and glutathione content. Moreover, 1 h after H2O2 injury, S100B secretion demonstrated a transitory increase that was reverted by resveratrol. In contrast, 24 h after the oxidative damage exposure it was observed a decrease in S100B caused by H2O2 while in the presence of resveratrol there was an increase of S100B in the extracellular. A similar profile was found in hippocampal slices treated with resveratrol after oxidative damage with 0,1 and 1 mM H2O2. Even though resveratrol did not changed the decrease in lactate levels and the reduction in cell viability induced by 1 mM H2O2, it was able to prevent the increase in cell permeability. Resveratrol also prevented the decrease of glutathione content after H2O2. There was also an activation of ERK1/2 by 1 mM H2O2 that resveratrol fully prevented. However, resveratrol only reverted the decrease in glutamate uptake induced by 0,1 mM H2O2. Although the mechanisms underlying resveratrol effects are not completely clear, we may propose that resveratrol could represent a protective strategy to avoid brain injury by modulating glial functions.

A neuroinflamação tem sido demonstrada como um fator presente em diversas doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer e doença de Parkinson. O lipopolissacarídeo (LPS) é uma molécula constituinte da membrana de bactérias gram-negativas e, após a ligação desta molécula ao receptor TLR4 ocorre a ativação de diversas vias de sinalização as quais aumentam a produção e secreção de moléculas pró-inflamatórias. Devido a sua alta imunoatividade o LPS tem sido utilizado em modelos de inflamação in vivo e in vitro. O LPS também parece ser capaz de modular, através de uma inflamação sistêmica, a resposta da leptina. A leptina é um hormônio peptídico secretado principalmente pelo tecido adiposo, esta adipocina tem sua ação mediada pela ligação ao receptor ObR, o qual quando ativado pode induzir a ativação de diversas vias de sinalização, levando, por exemplo a produção de SOCS3, que age como um fator de regulação negativo da sinalização pelo ObR. A função mais conhecida e estudada da leptina é na regulação do controle alimentar, onde após a ingestão de alimentos a leptina age no hipotálamo sinalizando a sensação saciedade. Entretanto, já há evidências da presença de seu receptor em outras áreas cerebrais, como no hipocampo, onde esta adipocina pode ter um papel na regulação da memória e aprendizagem. Além disso, também tem sido implicada como neuroprotetora em doenças neurodegenerativas, como as doenças de Alzheimer e Parkinson, sendo a leptina capaz de melhorar tanto aspectos moleculares quanto comportamentais destas patologias. A leptina tem se mostrado importante na regulação da resposta imune, podendo servir como uma molécula de sinalização de uma inflamação sistêmica para o cérebro. A neuroinflamação tem sido implicada como um dos fatores que podem levar a resistência à leptina no hipotálamo. Tendo este hormônio ações distintas entre os tecidos, nós investigamos como a neuroinflamação induzida por injeção ICV de LPS poderia modular a resposta à leptina no hipocampo. Além disso, foram avaliados parâmetros inflamatórios centrais e periféricos e também a resposta astrocítica à neuroinflamação pela dosagem de proteínas características desse tipo celular, todos os parâmetros foram analisados após 48 horas da indução do modelo. Nosso estudo não encontrou diferença no imunoconteúdo da leptina no hipocampo, porém houve um aumento no conteúdo proteico do receptor ObR neste tecido nos ratos tratados e não ocorreu alteração significativa nos níveis intracelulares de SOCS3. Nós encontramos uma diminuição nos níveis séricos de leptina e da proteína S100B nos ratos do grupo LPS. A expressão proteica das citocinas pró-inflamatórias IL-1β e TNF-α foram alterados no hipocampo após a injeção ICV de LPS, tendo um aumento nos níveis intracelulares de IL-1 β e uma diminuição de TNF-α. A proteína glial fibrilar ácida (GFAP) teve um aumento em seu imunoconteúdo no hipocampo dos ratos tratados, em contrapartida os níveis de S100B intracelulares não foram alterados significativamente. Os níveis séricos de TNF-α tiveram um aumento em resposta à neuroinflamação induzida, além disso, os ratos que receberam injeção ICV de LPS mostraram uma maior perda de peso em relação aos ratos que receberam apenas veículo. Nossos dados mostram que a neuroinflamação é capaz de modular a resposta hipocampal e periférica de leptina, colaborando assim para uma melhor compreensão do papel da sinalização por leptina na neuroinflamação e possivelmente nas doenças neurodegenerativas. / Neuroinflammation has been established as a factor present in various neurodegenerative diseases such as Alzheimer's and Parkinson's disease. LPS is a constituent molecule of the membrane of gram-negative bacteria and, after binding of this molecule in the TLR4 occurs activation of several signaling pathways which increase the production and secretion of pro-inflammatory molecules, due to their high immunoactivity LPS has been used in models of inflammation in vivo and in vitro. LPS also seems to be able to modulate, through a systemic inflammation, the response of leptin. Leptin is a peptide hormone secreted mainly by the adipose tissue, that adipokine has its action mediated by binding to the ObRb receptor which when activated can induce activation of several signaling pathways, leading to, for example, production of SOCS3 which acts as a negative feedback on ObRb. The most studied and known function of leptin is in the regulation of food control, where after the food intake leptin signaling in the hypothalamus acts feeling of hunger. However, there is evidence of the presence of its receptor in other brain regions such as hippocampus, where this may adipokine play a role in the regulation of memory and learning. Furthermore, as has also been implicated as neuroprotective in neurodegenerative diseases such as Alzheimer’s and Parkinson’s diseases, and leptin can improve both molecular and behavioral aspects of these diseases. Leptin has been shown to be important in regulating the immune response, may serve as a signaling molecule to a systemic inflammation of the brain. The neuroinflammation has been implicated as a factor that can lead to leptin resistance in the hypothalamus. As this hormone have distinct actions between tissues, we investigated as a neuroinflammation induced by ICV injection of LPS could modulate the response to leptin in the hippocampus. In addition, we assessed the central and peripheral inflammatory parameters, and also the astrocytic response to neuroinflammation by measuring protein characteristics of this cell type, all parameters were analyzed after 48 hours of induction model. Our study found no difference in leptin immunocontent in the hippocampus, but there was an increase in the protein content of the ObR receptor in this tissue in the treated rats and no significant change in intracellular levels of SOCS3. We found a decrease in serum leptin and S100B protein in rats of LPS group. Protein expression of pro-inflammatory cytokines IL-1β and TNF-α were changed in the hippocampus after ICV injection of LPS, with an increase in intracellular levels of IL-1 β and TNF-α decreased. GFAP had an increase in their immunocontent in hippocampus of rats treated, in contrast to the intracellular S100B levels were not significantly altered. The TNF-α serum levels were increased in response to induced neuroinflammation, in addition, rats receiving ICV injection of LPS showed greater weight loss compared to rats receiving vehicle only. Our data demonstrate that neuroinflammation is capable of modulating hippocampal and peripheral leptin response, thus contributing to a better understanding of the role of leptin signaling in the neuroinflammation and possibly in the neurodegenerative diseases.

Muitos trabalhos têm demonstrado a correlação existente entre gênero e prevalência da doença de Alzheimer (DA), sendo que as mulheres compreendem dois terços dos pacientes afetados. A estreptozotocina (STZ) é uma substância que vem sendo muito utilizada, por administração intracerebroventricular, para produzir um modelo de doença de Alzheimer esporádica com características neuroquímicas e fisiopatológicas semelhantes à DA, em roedores. Dessa forma, essa tese teve como objetivo avaliar as alterações comportamentais cognitivas e parâmetros neuroquímicos (ChAT, S100B, GFAP, GSH e captação de glicose) em hipocampo e cerebelo de ratos e ratas expostas ao modelo de doença de Alzheimer por STZ. Para um melhor entendimento das alterações, as avaliações foram realizadas em três diferentes tempos após a indução do modelo: duas, quatro e oito semanas. Como resultado, encontramos declínio cognitivo e alterações neuroquímicas hipocampais e cerebelares. Interessantemente, machos e fêmeas apresentaram distintas respostas frente ao insulto por STZ, mostrando ser este um campo interessante para caracterização e aprofundamento do modelo que utilizamos. Este trabalho confirma o comprometimento cognitivo e as alterações neuroquímicas presentes no modelo e estes se somam às variações funcionais encontradas nos astrócitos. Tais alterações também estão presentes na DA, apontando a interação neuroglial como um importante alvo de estudo na doença e, consequentemente, na busca por alternativas terapêuticas. / Many studies have demonstrated the correlation between gender and prevalence of Alzheimer's disease (AD), with women comprising two thirds of the affected patients. Streptozotocin (STZ) is a substance that has been widely used by intracerebroventricular administration to produce a model of sporadic Alzheimer's disease with neurochemical and pathophysiological characteristics similar to AD, in rodents. Thus, this thesis aimed to evaluate cognitive behavioral changes and neurochemical parameters (ChAT, S100B, GFAP, GSH and glucose uptake) in the hippocampus and cerebellum of rats (males and females) exposed to the model of sporadic Alzheimer's disease by STZ. For the best comprehension of the changes, the evaluations were performed at three different times after the induction of the model: two, four and eight weeks. As a result, we found cognitive decline and hippocampal and cerebellar neurochemical changes. Interestingly, males and females presented different responses to STZ damage, showing that this is an interesting field for characterization and deepening of the model we use. This work confirms the cognitive impairment and the neurochemical changes present in the model and these are added to the functional shifts found in the astrocytes. These alterations are also present in AD, pointing to neuroglial interaction as an important target for the study of the disease and, consequently, the search for therapeutic alternatives.

Nucleotídeos extracelulares são envolvidos em diversos processos patofisiológicos no sistema nervoso central. Astrócitos são a maior fonte de nucleotídeos extracelulares da adenina no cérebro e também importantes alvos para as ações desses nucleotídeos via receptores purinérgicos P2. As ações induzidas pela sinalização purinérgica são reguladas pelas ecto-nucleotidases, que incluem membros da família das ecto-nucleosídeo trifosfato difosfoidrolase (E-NTPDase), ecto-5’-nucleotidase (ecto- 5’N) e ecto-adenosina deaminase (ADA). Culturas de astrócitos preparadas de hipocampo, córtex e cerebelo de ratos foram capazes de rapidamente converter ATP extracelular a ADP, que foi então hidrolizado a AMP. Os nucleosídeos tri-fosfatados foram hidrolisados preferencialmente aos difosfatados em todas as estruturas cerebrais. A análise cinética sugere que varias ecto-nucleotidases estão envolvidas nessa cascata enzimática. Análises preliminares de mRNA por PCR indicaram que astrócitos expressam múltiplos membros da família das NTPDases (NTPDase1 a NTPDase3 e NTPDase5/6). Por RT-PCR quantitativo (Real-time PCR), nós identificamos a NTPDase2 (CD39L1) como a NTPDase predominante expressa por astrócitos de hipocampo, córtex e cerebelo de ratos. Astrócitos do cerebelo apresentaram um padrão diferente para a hidrólise do AMP, com uma atividade específica 7 vezes maior, quando comparada com astrócitos de hipocampo e córtex. Uma maior expressão da ecto-5’N por RT-PCR foi identificada nessa estrutura. Não houve acúmulo de adenosina extracelular em todas as estruturas estudadas, indicando a presença de uma alta atividade ecto-adenosina deaminase em astrócitos. Dipiridamol aumentou significativamente os níveis de inosina no meio extracelular de astrócitos de hipocampo e córtex, mas não em astrócitos de cerebelo. Essas diferenças observadas podem indicar heterogeneidade funcional dos nucleotídeos no cérebro. Com o objetivo de investigar as enzimas envolvidas no catabolismo dos nucleotídeos como indicadoras da invasividade e agressividade dos gliomas malignos, nós avaliamos a degradação dos nucleotídeos extracelulares em cinco linhagens de gliomas diferentes e comparamos com astrócitos. Todas as linhagens de gliomas examinadas apresentaram baixas razões de hidrólise quando comparadas com astrócitos. Resultados preliminares sugerem que a falta de expressão da NTPDase1 e 2 possam ser responsáveis pela baixa hidrólise de ATP nas linhagens de gliomas. Considerando que o ATP é reconhecido como um fator mitogênico que induz a proliferação em células de gliomas, a substancial diminuição na hidrólise de ATP e ADP observadas em gliomas, sugere que alterações na via das ecto-nucleotidases pode representar um importante mecanismo associado com a transformação maligna desse tipo de tumor.