Le Brain-derived Neurotrophic Factor (BDNF) est impliqué dans les processus cognitifs impliquant l'hippocampe et les structures corticales. Cette étude avait pour but d’analyser les effets postopératoires sur l’expression du BDNF dans ces structures cérébrales.Ainsi, les effets d’une anesthésie de courte durée au propofol, d’une chirurgie mineure et du lipopolysaccharide (LPS) sur l'altération de l’expression du BDNF ont été analysée dans l'hippocampe et le cortex de deux modèles de rongeurs nocturnes et diurnes, correspondant respectivement des jeunes rats Sprague Dawley mâles et des Arvicanthis ansorgei.Dans un premier temps, la rythmicité nycthémérale de l’expression du BDNF a été analysée.Les quantités de BDNF présentes dans le cortex et l'hippocampe ont été déterminées par une technique ELISA. Il s’est avéré que, dans l'hippocampe et le cortex de rat et d’A. ansorgei, le BDNF suit une rythmicité sur 24 heures. La quantité de BDNF atteint un maximum à ZT5(i.e., 5 heures après le début de l’exposition à la lumière). Dans un deuxième temps, les effets sur l’expression du BDNF ont été analysés après administration de propofol et/ou LPS, ainsi que lors d’une chirurgie légère. Parallèlement,l’impact de ces traitements sur la mémoire a été testé à l’aide d’un test d'évitement passif.Nos résultats indiquent que la quantité de BDNF est régulée positivement dans l'hippocampe et le cortex de rats lorsque les animaux ont subit une anesthésie de courte durée au propofol en présence ou absence de LPS. A l’opposé, une chirurgie mineure (sous anesthésie propofol)n’a aucun effet sur les quantités de BDNF.En conclusion, ces études mettent en évidence des effets majeurs d’une anesthésie sur l’expression du BDNF, ainsi que les effets protecteurs du propofol sur la neuroinflammation induite par le LPS. / Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) is involved in cognition and hippocampus and cortical structures are important in cognition. The present study was designed to analyse the post-operative effects on BDNF. For this purpose, we examined the effects of short duration propofol anaesthesia, LPS and minor surgery on the BDNF protein alteration in the hippocampus and cortex.Young male Sprague Dawley rats were used in all experiments except Arvicanthis ansorgei which were used to study the circadian rhythmicity of BDNF protein as model for diurnal rodents. The quantity of BDNF protein present in the cortex and hippocampal supernatants was determined with an ELISA technique. Memory was tested by fear conditioning using the classic fear conditioning preparation (passive avoidance apparatus).The major finding on BDNF protein in control conditions is that the BDNF protein followed a circadian rhythmicity during the 24 hours of day in the rat’s hippocampus and cortex. The concentration of BDNF protein has been observed to reach a maximum at ZT5 (5 hours afterthe light on period) whether the animals were nocturnal or diurnal. In addition, we found that BDNF protein amount is up regulated in the hippocampus and cortex of rats when they were submitted to short duration propofol anaesthesia, as well as LPS and no effect when minor surgery under propofol anaesthesia was performed.In conclusion, these studies illustrate the dramatic effects of post-operative conditions and neuroinflammation induced by LPS on cognition and the potential mechanism involved. This study also suggests the protective effects of the short duration propofol anaesthesia against neuroinflammation induced by LPS.

A obesidade tornou-se um dos mais graves problemas de saúde pública em todo o mundo, e o aumento na ingestão de alimentos hipercalóricos tem contribuído significativamente para o desenvolvimento desta doença. Este distúrbio metabólico pode ocasionar diversas outras comorbidades. Por outro lado, o estresse crônico, seja associado à obesidade ou não, leva a diferentes alterações neuroendócrinas e psicológicas. Estruturas cerebrais, especialmente o hipotálamo, estão envolvidas no controle do apetite. Atualmente, o hipocampo também tem sido associado ao controle do consumo alimentar. Neste contexto, o fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) que é amplamente expresso em todas as regiões do cérebro e desempenha um papel importante na sobrevivência neuronal e na neuroplasticidade tem sido associado à regulação da homeostase energética e da ingestão alimentar. Assim, o objetivo desta tese foi investigar os efeitos da obesidade induzida por dieta hipercalórica sobre parâmetros neuroquímicos e comportamentais com base em dois protocolos experimentais. No primeiro protocolo experimental, 30 ratos Wistar adultos foram divididos igualmente em 2 grupos de acordo com modelo de dieta: grupo controle, que recebeu ração padrão, e grupo dieta de cafeteria, alimentado com dieta de cafeteria. O objetivo do protocolo experimental foi investigar os efeitos da obesidade induzida por dieta hipercalórica em parâmetros neuroquímicos e comportamentais. Foram avaliados ganho de peso, comportamento hiperfágico, comportamento do tipo ansioso e atividade locomotora no labirinto em cruz elevado e no aparato de campo aberto, respectivamente. Também foram avaliados os níveis de BDNF e a susceptibilidade ao dano induzido por H2O2 com liberação de lactato desidrogenase (LDH) em tecido hipocampal. Foi possível observar que a exposição à dieta de cafetaria durante 6 semanas resultou em obesidade, hiperfagia e aumento na atividade locomotora. Animais obesos mostraram diminuição dos níveis de BDNF e aumento da susceptibilidade a danos celulares no hipocampo. As alterações comportamentais em resposta à exposição à dieta de cafeteria podem ser relacionadas com os seus efeitos neuroquímicos no cérebro, e a deficiência na regulação do apetite (hiperfagia) que pode estar associada à perda de integridade do hipocampo. No segundo protocolo experimental, 32 ratos Wistar adultos foram divididos igualmente em 4 grupos de acordo com a dieta hipercalórica (modelo de dieta de cafeteria) e modelo de estresse crônico por restrição: grupo controle que recebeu dieta padrão; grupo estresse que foi exposto ao modelo de estresse crônico por restrição; grupo dieta hipercalórica, que recebeu a dieta hipercalórica e grupo estresse + dieta hipercalórica, que foi exposto ao modelo de estresse crônico por restrição e recebeu dieta hipercalórica. O objetivo foi avaliar o efeito da obesidade associada com o estresse crônico sobre os níveis centrais de BDNF. O peso do animal e a ingestão calórica foram empregados como parâmetros de obesidade enquanto o peso relativo da glândula adrenal foi empregado como parâmetro de estresse. Demonstrou-se que o estresse crônico por restrição, por 12 semanas, aumenta o peso da glândula adrenal, diminui os níveis de BDNF no hipocampo e está associado com decréscimo na ingestão de sacarose, caracterizando anedonia. O aumento na glândula adrenal demonstra a intensa estimulação desta estrutura. A diminuição no consumo de sacarose associada à diminuição do BDNF hipocampal pode sugerir um comportamento depressivo. Por outro lado, os ratos que receberam a dieta hipercalórica tiveram aumento na ingestão de calorias e tornaram-se obesos, resultado que foi associado a uma diminuição dos níveis de BDNF hipotálamo. / Obesity has become one of the most serious worldwide public health problems and increment on hypercaloric food intake has contributed significantly to the development this disease. This metabolic disorder can lead to various other comorbidities. On other hand chronic stress, whether associated with obesity or not, leads to different neuroendocrine and psychological changes. Brain structures, especially hypothalamus, are involved in food control. Currently the hippocampus also has been associated with energy intake. In this context, brain-derived neurotrophic factor (BDNF) that is widely expressed in all brain regions and plays an important role in neural survival and neuroplasticity has been implicated in the regulation of energy homeostasis and food intake. Thus, the aim of this thesis was to investigate the effects of hypercaloric diet-induced obesity associated or not to chronic stress by restriction on neurochemical and behavioral parameters based on two experimental protocols. In first experimental protocol 30 Wistar adults rats were equally divided on two groups according to diet model: control group that received standard rat chow and cafeteria diet group that received cafeteria diet model. The aim of the experiment protocol was to investigate the effects of hypercaloric diet-induced obesity on neurochemical and behavioral parameters. Were evaluated the weight gain, hiperfagic behavior, and the anxiety-like behavior and locomotor activity on Plus Maze and the Open Field tests, respectively. Were evaluated also the BDNF levels and susceptibility to H2O2-induced oxidative damage with LDH release of hippocampal tissue. In this experimental protocol was possible to observe that exposure to the cafeteria diet for six weeks resulted in obesity, hyperphagia and increased on locomotor activity. Obese animals showed decreased BDNF levels and increased susceptibility to cellular damage in the hippocampus. The behavioral consequences of exposure to the cafeteria diet may be related to its biochemical effects on the brain and impairments food intake regulation (hyperphagia) might be associated to the loss of hippocampal integrity. In second experimental protocol 32 Wistar adults rats were divided on four groups according to hypercaloric diet (cafeteria diet model) and chronic restraint stress model: (C) control total group that received standard rat chow; (S) stress group that was exposure to chronic restraint stress model and received standard rat chow; (HD) group that received hypercaloric diet and (SHD) stress group that was exposure to chronic restraint stress model and received hypercaloric diet. The aims of experimental protocol were to evaluate the effect of obesity associated with chronic stress on the BDNF central levels of rats. Obesity was controlled by analyzing the animals’ caloric intake and changes in body weight. As a stress parameter, was analyzed the relative adrenal gland weight. This experimental protocol demonstrated that chronic restraint stress for 12 weeks increased the weight of the adrenal gland, decrease BDNF levels in the hippocampus and is associated with a decrease in sucrose intake, characterized anhedonia. The increase in the adrenal gland demonstrates the intense stimulation of this structure. The decrease in the consumption of sucrose associated with decreased hippocampal BDNF may suggest a depressive behavior. On the other hand, mice that received hypercaloric diet had an increased caloric intake and became obese, which was associated with a decrease in BDNF levels hypothalamus.

A dor pediátrica tem sido o foco de estudo de muitos pesquisadores nas últimas décadas devido à constatação de que neonatos apresentam menor limiar para estímulos nocivos e inócuos em comparação aos adultos. Em decorrência disto, o uso de analgésicos tem sido frequente em ambiente hospitalar. A morfina é um dos analgésicos opióides mais utilizados para sedação e analgesia nestes pacientes. Este opióide apresenta maior potência analgésica no período neonatal, sendo o receptor μ mais expresso em neurônios medulares com pico de densidade em P7 e diminuindo até o P21, atingindo então níveis de adulto. Nosso grupo mostrou que ratos neonatos submetidos ao tratamento repetido com morfina não apresentam tolerância. Porém, permanecem maior tempo em analgesia ao final do tratamento do que no 1º dia. Além disto, após dois dias do término do tratamento os animais apresentaram alterações na atividade e expressão gênica da NTPDase 1 (enzima que hidrolisa ATP até adenosina) em medula espinal e córtex cerebral, sugerindo modulação nos níveis extracelulares de nucleotídeos, o que pode levar alterações na resposta nociceptiva. Além do sistema purinérgico outro importante sistema no processamento da resposta nociceptiva é o glutamatérgico. Desde o período neonatal o glutamato é o responsável pelos estímulos nociceptivos em medula espinal, e transportadores no terminal pré-sináptico ou glia são responsáveis pela captação do glutamato liberado, controlando seus níveis. A exposição à morfina também leva a mudanças comportamentais, conhecidas por sensibilização comportamental, que são dependentes, em parte, da ativação do receptor dopaminérgico D2 no sistema límbico. Além disso, esta exposição pode alterar os níveis de BDNF em estruturas relacionadas à nocicepção. Levando em consideração a carência de estudos focados nos efeitos da exposição repetida a opióides em neonatos, o objetivo deste estudo foi verificar os efeitos a curto (P16), médio (P30) e longo prazo (P60) do tratamento com 5 μg de morfina, uma vez ao dia, do P8 ao P14, sobre comportamento nociceptivo; captação de glutamato em medula espinal; comportamentos exploratórios e do tipo ansioso, avaliando o envolvimento do receptor D2; níveis de BDNF e TNF-α, e estresse oxidativo em hipocampo; atividades de nucleotidases solúveis em soro; e além disso avaliar a ação antinociceptiva da melatonina nas respostas nociceptivas alteradas. Os animais que receberam morfina demonstraram em P30 e P60: aumento da resposta nociceptiva que foi revertida por antagonista do receptor NMDA; diminuição da captação de glutamato em medula espinal; aumento dos níveis de BDNF em hipocampo, e diminuição da atividade da SOD no P60; alterações nas atividades das nucleotidases solúveis; aumento do comportamento exploratório no P16 e P30; efeito antinociceptivo da melatonina na hiperalgesia. Estes dados demonstram a necessidade de pesquisas que sejam focadas nos efeitos do tratamento com morfina no período neonatal ao longo da vida, bem como buscar alternativas terapêuticas que possam reverter possíveis alterações. / The study of pediatric pain has been the focus of many researchers in recent decades due to the fact that neonates have a lower threshold for innocuous and noxious stimuli compared to adults. As a result, the use of analgesics has been frequent in hospitals. Morphine is an opioid analgesic commonly used for sedation in these patients. This opioid presents greater analgesic potency in the neonatal period in which the μ opioid receptor is over expressed in neurons of the spinal cord, with peak binding on day 7 and decreasing until day 21, reaching adult levels then. Our research group has shown that neonate rats subjected to repeated treatment with morphine not present tolerance. However, they remain with more time of analgesia at the end of treatment than on first day. Moreover, two days after the end of treatment the animals showed changes in activity and gene expression of NTPDase 1 (enzyme that hydrolyzes ATP to adenosine) in spinal cord and cerebral cortex, suggesting modulation of nucleotides extracellular levels which can alters nociceptive response. Besides the purinergic system another important system associated with nociceptive pathways is glutamatergic. Since the neonatal period glutamate is responsible for nociceptive stimulus in spinal cord, being its level controlled by transporters in the presynaptic terminal or glia responsible for the uptake of glutamate released. Importantly, studies have shown that morphine administration in adult animals can lead to behavioral changes, known as behavioral sensitization, dependent of activation of the limbic dopamine system, with the D2 dopamine receptor is associated with these changes. Moreover, such exposure may lead to altered levels of BDNF on the nociception related structures. Considering the lack of studies focused on the effects of repeated exposure to opioids in neonates, the objective of this study was to assess the short-(P16), medium (P30) and long term (P60) effects of treatment with 5 μg of morphine, once a day, from 8 to 14 days old, on nociceptive behavioral responses; glutamate uptake in the spinal cord; exploratory and type anxiously behavioral responses assessing the involvement of the dopamine receptor D2; levels of BDNF and TNF-α, and oxidative stress in the hippocampus; activities of serum soluble nucleotidases, and furthermore evaluate the antinociceptive action of melatonin on nociceptive responses changed. The results obtained with this study show that in P30 and P60 the animals that had received morphine: increase of the nociceptive response that was reversed by NMDA receptor antagonist, decreased glutamate uptake in spinal cord; increasing levels of BDNF in hippocampus, and decreased activity of the antioxidant enzyme SOD in P60; changes in nucleotide hydrolysis; increased exploratory behavior in P16 and P30; antinociceptive effect of melatonin on nociceptive responses increased. These data demonstrate the need for further research that are focused on the effects of morphine treatment in the neonatal period lifelong and seek alternative therapies that can reverse any changes.

A Associação Internacional para Estudos da Dor (IASP) define a dor neuropática como a dor que surge diretamente de uma lesão ou doença que afeta o sistema somatossensorial. Os sintomas mais característicos são a hiperalgesia e a alodinia. Além disso, alterações comportamentais como transtornos de ansiedade são comorbidades comuns associadas à dor crônica com características neuropáticas. Os métodos de neuromodulação transcraniana como a ETCC tem se mostrado promissores no tratamento da dor e de alguns transtornos neuropsiquiátricos, uma vez que parecem promover alterações neuroplásticas em nível central. Sendo assim, neste estudo avaliamos o efeito da ETCC na atividade locomotora e exploratória, no comportamento do tipo ansioso e na plasticidade medular e cortical em ratos submetidos a um modelo de dor neuropática. Foram utilizados 144 ratos machos Wistar com 55-65 dias de idade, divididos em 6 grupos: Sham Cirurgia (Sc), Sham Cirurgia+Sham ETCC (SsSE), Sham Cirurgia+ETCC (ScE), Dor Neuropática (Dn), Dor Neuropática+Sham ETCC (DnSE) e Dor Neuropática+ETCC (DnE). O modelo de dor neuropática foi realizado a partir da compressão parcial do nervo isquiático e no 14º dia após a cirurgia iniciou-se o tratamento. A ETCC foi aplicada durante 8 dias com sessões de 20 minutos e foi utilizada uma corrente de 0,5 mA de intensidade. O aparato de Campo Aberto e o Labirinto de Cruz Elevado foram avaliados em dois momentos 24h (Fase I) e sete dias (Fase II) após o tratamento. Os níveis de BDNF foram quantificados em dois momentos 48h (Fase I) e sete dias (Fase II) após a última sessão de tratamento. Nossos resultados demonstram que a dor neuropática induz a uma menor atividade locomotora e exploratória associado a um aumento do comportamento do tipo ansioso em ratos. Por outro lado, o tratamento com ETCC provoca aumento na locomoção e na atividade exploratoria associados à diminuição do comportamento do tipo ansioso. A ETCC mostrou ser capaz de induzir mudanças neuroplásticas alterando níveis de BDNF periférico e central. Concluindo, a ETCC foi capaz de alterar parâmetros comportamentais e neuroplásticos. Podendo ser uma técnica promissora para o tratamento de comorbidades associadas à dor neuropática. / The IASP defines neuropathic pain as pain that arises directly from an injury or disease affecting the somatosensory system. The most characteristic symptoms are hyperalgesia and allodynia. Furthermore, behavior changes such as anxiety disorders are common comorbidities associated with chronic pain with characteristics neuropathic. Methods for Neuromodulation transcranial as tDCS are promising in the treatment of pain and some neuropsychiatric disorders, since they seem to further neuroplastic changes in the central level. In this study we evaluate the effect of tDCS on locomotor and exploratory activities, anxiety-like behavior and medullary and cortical plasticity in rats submitted to a neuropathic pain model. A total of 144 male Wistar rats (55-65 days-old; weighing 200–250 g) were divided into 6 groups: Sham Surgery (Ss), Sham Surgery+Sham tDCS (SsS), Sham Surgery+tDCS (SsT), Neuropathic Pain (Np), Neuropathic Pain+Sham tDCS (NpS) and Neuropathic Pain+tDCS (NpT). The model of neuropathic pain was performed by partial sciatic nerve compression and on the 14th day after surgery began tDCS treatment. The tDCS was applied for 8 days with 20-minute sessions and a current intensity of 0.5 mA was used. Open Field and the Plus Maze tests were evaluated at two times 24 (Phase I) and seven days (Phase II) after end of treatment. BDNF levels were quantified in two at 48h (Phase I) and seven days (Phase II) after the last treatment session. Our results demonstrate that neuropathic pain induced a decreased in the locomotor activity and exploratory activity associated with an increase in anxiety-like behavior in rats. On the other hand, treatment with tDCS causes an increase in locomotion and exploratory activity associated with a reduction in anxiety-like behavior. The tDCS proved able to induce neuroplastic changes in BDNF levels by altering the peripheral and central. In conclusion, tDCS changes behavior and neuroplastic parameters; thus it can be a promising technique for the treatment of comorbid conditions associated with neuropathic pain.

Introdução: Estimulação transcraniana com corrente contínua (ETCC) é um método não invasivo de estimulação cerebral que modifica o potencial de repouso da membrana neuronal através de uma corrente elétrica de baixa intensidade. Trata-se de uma técnica neuromodulatória aplicável ao contexto terapêutico de disfunções do sistema nervoso implicados na fisiopatologia da dor e transtornos neuropsiquiátricos, com baixo custo, mínimos efeitos adversos e fácil aplicação. A ETCC tem se mostrado eficaz no tratamento de dores crônicas incluindo a fibromialgia (FM) em curto prazo. Seu uso se sustenta na melhor compreensão dos mecanismos fisiopatológicos dessa síndrome, os quais incluem processos de desinibição em nível cortical e infracortical, demonstrado por medidas neurofisiológicas como facilitação e desinibição, assim como redução da potência dos sistemas modulatórios descendentes da dor, além de alterações nas vias nociceptivas periféricas, como as fibras nervosas finas. No entanto, essa alteração isolada não foi previamente associada à disfunção no sistema de modulação descendente da dor (SMDD), observado na FM. As áreas de aplicação da ETCC dependem do objetivo terapêutico. O córtex motor primário (M1) é o alvo mais estudado e com maior contingente de evidências para o tratamento da dor e reabilitação motora, enquanto o córtex pré-frontal dorsolateral esquerdo (DLPFC) tem sido eficaz na depressão e melhora dos componentes psicoafetivos dos pacientes com dor crônica. Seu principal limitador prático é a necessidade de ir ao centro de atendimento durante dias consecutivos, pois o efeito terapêutico sustentado da ETCC necessita repetição das sessões Objetivos: Esta tese está constituída por dois estudos. O primeiro objetiva examinar se a disfunção de fibras finas que ocorre em pacientes com FM está ligada a um mau funcionamento do sistema modulador descendente da dor. No segundo, o objetivo é avaliar a eficácia do uso em longo prazo da ETCC em nível domiciliar na FM, com o objetivo de facilitar o uso e permitir a disponibilização desta técnica a pacientes do Sistema Único de Saúde. Estudo I: No primeiro estudo avaliamos se a disfunção de fibras nervosas finas periféricas está ligada a um mau funcionamento do sistema modulador descendente da dor (SMD) na FM. Métodos: Foi realizado um estudo exploratório no qual 41 mulheres com FM e 28 voluntárias saudáveis foram submetidas a testes psicofísicos que avaliaram a função de fibras sensitivas envolvidas na nocicepção. O teste quantitativo sensorial (QST) foi utilizado para medir o limiar perceptivo térmico (HTT), o limiar de dor térmica (HPT) e o limiar de tolerância à dor térmica (HPTo), bem como avaliar a mudança na Escala Numérica de Dor (NPS0-10) durante uma tarefa de modulação da dor condicionada (CPM-task). A algometria foi utilizada para determinar o limiar de pressão de dor (PPT). Escalas para avaliação de catastrofização, ansiedade, depressão e distúrbios do sono também foram aplicadas. O fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) foi medido como um marcador de neuroplasticidade. Realizamos modelos de regressão linear multivariada por grupo (saudáveis e FM) para estudar a relação entre a função do SMD e sua relação com as medidas psicofísicas. Resultados: As amostras diferiram em seu perfil psicológico, e nas medidas psicofísicas, o grupo e pacientes com FM apresentou menor sensibilidade e limiares de dor. Na FM, mas não nos saudáveis, os modelos de regressão revelaram que o HTT estava relacionado ao BDNF e ao CPM-Task (Hotelling's Trace = 1,80, P<0,001, poder=0,94, R2=0,64). HTT foi correlacionado positivamente com a CPM-task (B = 0,98, P= 0,004, Partial-ƞ2=0,25), e ao HPT (B=1,61, P=0,008, parcial -ƞ2= 0,21). No entanto PPT não foi correlacionado com o HTT. Na FM a relação do BDNF com CPM-Task teve uma relação negativa (B=-0,04, P=0,043, parcial-ƞ2=0,12) e a HPT foi diretamente proporcional (B= - 0,08, P=0,03, parcial-ƞ2 = 0,14). O BDNF não influenciou no modelo. E os efeitos adversos relatados foram maiores no grupo ativo (17,8%) em comparação com o grupo sham (6,6%). Conclusão: A disfunção sensorial periférica está associada positivamente à disfunção do sistema modulatório descendente da dor e aos níveis séricos de BDNF na FM, o que não ocorre em indivíduos saudáveis. Estudo II: O segundo estudo teve como objetivo avaliar a eficácia do uso domiciliar de 60 sessões da ETCC-ativa e ETCC-simulada aplicadas sobre a área DLPFC esquerda, nas pacientes com diagnóstico de FM. Métodos: Foi realizado um ensaio clínico randomizado, duplo cego, em paralelo, controlado com ETCC-simulada em 20 mulheres com diagnóstico de fibromialgia. A estimulação foi realizada durante cinco dias consecutivos na semana, durante 30 min, com a intensidade de 2 mA, por 12 semanas, totalizando 60 sessões. As pacientes receberam treinamento para uso do equipamento especialmente desenvolvido para uso domiciliar e mantinham contato com o pesquisador responsável por meio de mensagem de texto diariamente. Os efeitos foram medidos por meio da escala visual de dor (EAV) durante o curso de 12 semanas de tratamento, bem como o uso de analgésicos e possíveis eventos adversos, diariamente. Foram avaliados os níveis de depressão, catastrofismo e capacidade funcional para tarefas diárias, QST para verificar limiar de dor e tolerância ao calor, PPT e dosagem dos níveis séricos de BDNF no início, após 30 sessões e no final do tratamento. Um modelo linear misto com efeitos fixos foi usado para comparar mudanças nos escores de dor na EAV ao longo do tratamento. Resultados: A ETCC ativa domiciliar reduziu os escores de dor pela EAV (p<0.001) quando comparado ao sham, com uma redução média de dor de 64% (p<0.001). Além disso, ETCC ativa reduziu significativamente a incapacidade relacionada a dor [B-PCP:S escore total (p=0.023);-ƞ2=0.61]. Também reduziu os escores nas medidas clínicas de depressão, catastrofismo e qualidade do sono [BDI-II, PCS e PSQI (p<0.05)]. No entanto, ETCC ativa aumentou os escores na algometria (PPT) e tolerância térmica (HPTo) (p<0.01). O BDNF não influenciou no modelo. Os efeitos adversos relatados foram maiores no grupo ativo (17,8%) em comparação com o grupo sham (6,6%). Conclusão: A ETCC para uso domiciliar mostrou-se segura e eficaz na redução da dor, incapacidade relacionada a dor, sintomas depressivos e catastróficos e redução do uso de analgésicos. O conjunto de dados desta tese sugere que em pacientes fibromiálgicas, o nível de disfunção do sistema modulador descendente da dor está relacionado ao nível de disfunção de fibras nervosas finas periféricas envolvidas na nocicepção. Além disso, a ETCC de longo prazo em fibromiálgicas foi eficaz na melhora dos sintomas disfuncionais relacionados à dor crônica e se mostrou adequada para uso domiciliar. / Introduction: Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive method of brain stimulation that modifies the resting potential of the neuronal membrane through a low intensity electrical current. It is a neuromodulatory technique to the therapeutic context of dysfunctions of the nervous system implicit in physiotherapy and neuropsychological disorders, with low cost, adverse effects and easy application. tDCS has been effective without a chronic fight process, including fibromyalgia (FM), in which the processes of disinhibition are cortical and infracortical, demonstrated by neurophysiological as intracortical facilitation and desinhibition, as well as reduction of the power of the systems descending pain modulators. In addition, studies have shown a severity of inhibition of central positive correlation with BDNF (Brain Derived Neurotrophic Factor) levels and seems to have some relation to the peripheral nociceptive pathways, as the areas of application of the stimulation depend on the primary motor cortex (M1) is the most studied target and the largest contingent of selection for the treatment of pain and motor reaction, while the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) was effective in the treatment of depression and psychoaffective components in cases of patients with the chronic condition. Although tDCS has been successful in treating FM, its main limiter is a need for the service center for consecutive days as it has cumulative effect. In fact, the erasure of the sessions guaranteed the therapeutic effect of the ETCC. The application of measures on consecutive days motivated the study of its value when applied at the household level, in order to allow the large-scale treatment technique to be adopted in the Unified Health System. This is proved by two studies. The first objective is to examine whether a fine-fiber dysfunction that occurs in patients with FM is linked to an operation of the pain-modulating system. Neuropathy of long nerve fibers has been implicated by a descriptor of pain, neurophysiological and psychophysiological neurophysiology, as well as skin biopsy studies. However, this comparison was not associated with dysfunction in the descending pain system (DPMS) not on FM. Objective did the study explore the association of dysfunction of small fibers with the DPMS and other substitutes for nociceptive changes in FM. In the second, the term is a measure of long-term use of ETCC at household level in FM Study I: In this first study evaluating the presence of nerve and peripheral fiber failure, it is linked to the functioning of the descending pain modulator system (DPMS) in FM Methods: It was performed an exploratory study with 41 FM women and 28 healthy volunteers whose were evaluated in psychophysical tests that evaluated a function of sensory fibers involved in nociception. The quantitative sensory test (QST) was used to measure the Heat thermal threshold (HTT), the heat pain threshold (HPT) and the thermal pain tolerance (HPTo), as well as the numerical scale of pain (NPS0 -10 ) over a task of modulation of conditioned pain (CPM-task). Algometry was used to determine the pain pressure threshold (PPT). Scales for evaluation of catastrophic, anxiety, depression and sleep disorders were also applied. Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) was measured as a marker of neuroplasticity. Multivariate linear regression models by group (health and FM) for a relationship between a descending modulatory system function and its relationship with psychophysical measures. Results: The samples differed in their psychological profile, and in the psychophysical measures, the group and the patients with FM had lower sensitivity and pain thresholds. At FM, regression models revealed that HTT was related to BDNF and CPM-Task (Hotelling's Trace = 1.80, P <0.001, power = 0.94, R2 = 0.64). HTT was positively correlated with a CPM task (B = 0.98, P = 0.004, partial-ƞ2 = 0.25), and HPT (B = 1.61, P = 0.008, partial -ƞ2 = 0.21) . However PPT was not correlated with HTT. In FM, the relationship of BDNF with CPM, a negative relation was found (B = -0.04, P = 0.043, partial- = 2 = 0.12) and HPT was proportionally (B = -0.08, P = 0.03, partial-ƞ2 = 0.14). BDNF did not influence the model. And the adverse effects reported were higher in the active group (17.8%) compared to the sham group (6.6%). Conclusion: Peripheral sensory dysfunction is positively associated with the modulating dysfunction of BDNF levels in FM, which does not occur in isolated individuals. Study II: The second study had the purpose of evaluating the home use of 60 sessions of atDCS and s-tDCS on a left DLPFC area in patients with FM. Methods: A randomized, double-blind, parallel-sham controlled study in 20 women with FM. Stimulation was performed for five consecutive days in the week for 30 min at the intensity of 2 mA for 12 weeks, totaling 60 sessions. Patients were trained to use equipment specially designed for home use and maintained contact with the researcher responsible through daily text message. The effects were measured through visual pain scale (VAS) daily during the course of 12 weeks of treatment, as well as the use of analgesics and possible adverse events daily. The levels of depression, catastrophism and disability for daily tasks were assessed. The QST was used to check pain threshold and tolerance to heat, an algometry was used to check pressure pain threshold (PPT) and blood collection was performed to evaluate serum BDNF levels at baseline, after 30 sessions and at the end of treatment. A Mixed Linear Model with fixed effects was used to compare changes in pain scores in VAS throughout the treatment. Results: Home-based tDCS reduced dairy pain VAS scores (p<0.001), with cumulative mean pain drop of 64% (p<0.001). Furthermore, active home-based tDCS reduced significantly disability due to pain [B-PCP:S total scores (p=0.023; partial-ƞ2=0.61]. And also reduced scores in clinical measures like depression scores, catastrophizing pain scores and sleep quality scores [BDI-II and PCS (p<0.05), PSQI (p<0.05)]. However, active homebased tDCS enhance scores in algometry (PPT) and heat pain tolerance (HPTo) (p<0.01). Conclusion: Home-based anodal tDCS applied over the DLPFC in FM had a baseline neuroplasticity-dependent reduction effect on pain. In addition, it improved the disability due to pain, depressive symptoms and pain catastrophizing. It reduced the analgesic use and increased pressure and heat pain tolerance.

Base Teórica: A prevalência de dor crônica na infância é bem documentada e estima-se que atinja entre 20 a 35% da população pediátrica, podendo causar enorme sofrimento em seus portadores, inaptidões pessoais e ser acompanhada de sintomas emocionais importantes. O manejo dessas criancas inclui a compreensão dos fatores biomecânicos, psicológicos e socioculturais associados ao seu contexto. Dentre os fatores psíquicos o pensamento catastrófico sobre a dor, definido como uma resposta negativa exagerada a mesma, tem sido identificado como uma estratégia adaptativa às circunstâncias. A escala de avaliação do pensamento catastrófico em crianças - Pain Catastrophizing Scale – child version (PCS-C), adaptada da escala para adultos, já está validada em diferentes línguas, no entanto, pouco se sabe sobre o catastrofismo em crianças brasileiras. Objetivos: O objetivo desse estudo é validar e adaptar a PCS-C para o português do Brasil, examinar as propriedades psicométricas, bem como a estrutura fatorial da escala, e sua correlação com a dor e suas consequências em crianças com e sem dor crônica. Métodos: A versão em português do Brasil foi modificada por um grupo de especialistas a fim de torná-la apropriada para aplicação em crianças entre 7-12 anos. Para avaliar as propriedades psicométricas, 100 crianças (44 com dor crônica e 56 saudáveis) responderam a versão brasileira da PCS-C (BPCS-C). Também foram questionadas quanto aos níveis de dor e quanto à capacidade funcional durante atividades da prática de educação física na escola. Ainda, amostras de saliva foram passivamente coletadas a fim de se medir o fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF). O subgrupo de crianças com dor crônica foi recrutado dos ambulatórios de gastro pediatria, oncologia e reumatologia do Hospital de Clínicas de Porto Alegre e o subgrupo de crianças saudáveis foi recrutado de uma escola pública. Resultados: O estudo mostrou uma boa consistência interna do instrumento (alfa de Crombach: 0,81 para o escore total da BPCS-C). Tanto a análise paralela, quanto a análise fatorial exploratória identificaram 2 dimensões (fatores) no instrumento. A análise fatorial confirmatória apresentou os melhores valores de ajustamento (CFI, confirmatory fit-index) quando comparada a outros modelos já existentes. Os escores totais da BPCS-C não diferiram entre as crianças com dor crônica e as saudáveis. No entanto, a dificuldade progressiva de realizar as atividades da Educação Física na escola foi associada com o catastrofismo (p=0,019) nos pacientes com dor crônica. BDNF salivar apresentou fraca associação (r=0,27 p=0,012) com o catastrofismo. Conclusão: Os resultados suportam a validade e confiabilidade da BPCS-C. A estrutura de 2 fatores apresentou adequado ajustamento podendo ser usada, mesmo que diferindo do número de fatores da escala original, pois escore total é o valor mais utilizado para composição do diagnóstico. A ausência de diferença entre os escores nas crianças doentes e saudáveis sugere a necessidade de estudos mais profundos sobre a catastrofização em crianças e a necessidade de instrumentos específicos, e não apenas adaptação daqueles utilizados em adultos. / Introduction: The prevalence of chronic pain in childhood is well documented and is estimated to reach 20 and 35% of the pediatric population. Chronica pain can cause enormous suffering, personal miscarriages and it can be accompanied by important emotional symptoms. The management of these children includes understanding the biomechanical, psychological and sociocultural factors associated in this context. Among the psychic factors, catastrophic thinking about pain is identified as an adaptive strategy to the circumstances. The instrument for catastrophic thinking evaluation in children - Pain Catastrophizing Scale - child version (PCS-C), adapted from the scale for adults, is already validated in different languages, however little is known about catastrophism in Brazilian children. Objectives:. With this cross-sectional study, we aim to adapt the Brazilian version of the PCS-C (BPCS-C) and to examine the psychometric properties and factorial structure of the scale for children with and without chronic pain. Methods: The Brazilian version of the PCS-C was modified by a group of experts to appropriate it for children between 7-12 years. To asses the psychometric properties of the version, 100 children (44 with chronic pain and 56 healthy children) answered the BPCS-C, the visual analog scale and one functional school activity question. It was also collected a passive salivary sample to measure BDNF. The chronic pain children sample was recruited from the gastropediatric, oncologic, and reumatologic ambulatories at a tertiary hospital and the healthy children from a fifth grade public school. Results: We observed good internal consistency (Cronbach’s value of 0.81 for the total BPCS-C). Both parallel analysis and exploratory factorial analysis retained 2 factors for instrument dimensions. The confirmatory factorial analysis presented the best adjustment values (CFI, confirmatory fit-index) when compared to other existing pre-existing models. BPCS-C total scores were not diferente between chronic pain and healthy children. However, the progressive difficulty of performing physical education activities at school was associated with catastrophism (p = 0.019) in patients with chronic pain. 6 Salivary BDNF presented a weak association (r = 0.27 p = 0.012) with catastrophism. Discussion: The results support the validity and reliability of BPCS-C. The 2-factors structure presented an adequate adjustment and can be used for brazilian children population. Although different from the number of factors of the original scale, the instrument measured the most used value for diagnosis, total score. The lack of difference between scores in chronic pain and healthy children suggests the necessity of further studies on catastrophizing in children, as well as for specific instruments, instead of simple adaptation of those used in adults.

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Basal forebrain cholinergic neurons (BFCNs) are critical for learning and memory. Profound and early BFCN degeneration is a hallmark of aging and Alzheimer’s disease (AD). BFCNs depend for their survival on the retrograde axonal transport of neurotrophins, proteins critical for neuronal function. Neurotrophins like brain derived neurotrophic factor (BDNF) and pro-nerve growth factor (proNGF) are retrogradely transported to BFCNs from their synaptic targets. In AD, neurotrophin levels are increased within BFCN target areas and reduced in the basal forebrain, implicating dysfunctional neurotrophin transport in AD pathogenesis. However, neurotrophin transport within this highly susceptible neuronal population is currently poorly understood. We began by establishing protocols for the accurate quantification of axonal transport in BFCNs using microfluidic culture. We then determined the effect of age on neurotrophin transport. BFCNs were left in culture for up to 3 weeks to model aging in vitro. BFCNs initially displayed robust neurotrophin transport, which diminished with in vitro age. We observed that the levels of proNGF receptor tropomyosin-related kinase-A (TrkA) were reduced in aged neurons. Additionally, neurotrophin transport in BFCNs derived from 3xTg-AD mice, an AD model, was also impaired. Next, we sought to determine a mechanism for these transport deficits. First, we determined that proNGF transport was solely contingent upon the levels of TrkA. We then found that elevation of oxidative stress, an established AD contributor, significantly reduced both TrkA levels and proNGF retrograde transport. TrkA levels are partially regulated by protein tyrosine phosphatase-1B (PTP1B), an enzyme whose activity is reduced by oxidation. PTP1B antagonism significantly reduced TrkA levels and proNGF retrograde transport in BFCNs. Treatment of BFCNs with PTP1B-activating antioxidants rescued TrkA levels, proNGF transport, and proNGF-mediated axonal degeneration. Our results suggest that oxidative stress contributes to BFCN degeneration in aging and AD by impairing retrograde neurotrophin transport via oxidative PTP1B-mediated TrkA loss. / Thesis / Doctor of Philosophy (PhD) / During aging and Alzheimer’s disease (AD), the connections between neurons, a type of brain cell, break down, causing memory loss. This breakdown begins in a brain area called the basal forebrain. Basal forebrain neurons rely upon the transport of nutrients along their connections with other neurons, called axons, for proper function. This transport process becomes impaired in AD. Our goal was to understand why this happens. First, we determined that axonal transport was impaired with age and in basal forebrain neurons of mice genetically predisposed to develop AD. We recreated these impairments by increasing the levels of harmful molecules called reactive oxidative species (ROS). ROS levels increase with age and become abnormally high during AD. We found that increased ROS impair axonal transport and contribute to the breakdown of basal forebrain neurons. Our work suggests that reducing ROS will help prevent the breakdown of basal forebrain neurons in AD.

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