Introduction: Neurological dysfunction in sepsis is the cause of increased mortality and impairment in learning and memory in survivors. High levels of kynurenine (KYN) in plasma are associated with worst prognosis in critically ill patients. Vitamin B6 (vit B6) has anti-inflammatory and antioxidant properties, also acts as a cofactor for enzymes of the kynurenine pathway; however inflammation causes its depletion. Aim: To evaluate the effect of treatment with vit B6 on the kynurenine pathway, acute neuroinflammatory and neurochemical parameters and cognitive changes in long-term pre-clinical model of sepsis. Methods: Male Wistar rats (250-300 g) submit to cecal ligation and puncture (CLP) with sham as control were divided into sham+saline, sham+vit B6, CLP+saline and CLP+vit B6 (600 mg/kg, sc). Twenty-four hours later, the prefrontal cortex and hippocampus were removed for analysis of acute neurochemical and neuroinflammatory parameters. Other animals were followed for 10 days to evaluate the survival, habituation and object recognition memory. Results: There were increasing levels of KYN in both brain structures, due to the activation of the enzyme indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) 24h after induction of sepsis. The vit B6 attenuated activation of IDO preserving TRP and KYN decreasing. Also, vit B6 prevented the elevation of BBB permeability, neutrophil infiltration, levels of proinflammatory cytokines and nitric oxide. The vit B6 exerted protection against oxidative stress by decreasing lipid peroxidation and protein carbonyls, raising the antioxidant activity of superoxide dismutase. The vit B6 did not improve the survival of animals, but improved memory and cognition, impaired by the induction of sepsis and activation of kynurenine pathway. Conclusion: The vit B6 can reduce the activation of the kynurenine pathway, prevent elevation of BBB permeability and reduce inflammation and oxidative stress in the short term and protected cognition and long-term memory. / Submitted by Alexandre Pedron Martins (alexandre.martins8@unisul.br) on 2017-05-05T18:28:06Z No. of bitstreams: 2 Dissertação de Ciências da Saúde - Lucinéia Gainski Danielski.pdf: 1603533 bytes, checksum: fd42cd31480b96d248c8231ba873d5bd (MD5) Contrato de cessão de direitos autorais - Lucinéia Gainski Danielski.pdf: 586699 bytes, checksum: 3dd60390de4f9431e675c86338b9fa28 (MD5) / Approved for entry into archive by Alexandre Pedron Martins (alexandre.martins8@unisul.br) on 2017-05-05T18:28:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação de Ciências da Saúde - Lucinéia Gainski Danielski.pdf: 1603533 bytes, checksum: fd42cd31480b96d248c8231ba873d5bd (MD5) Contrato de cessão de direitos autorais - Lucinéia Gainski Danielski.pdf: 586699 bytes, checksum: 3dd60390de4f9431e675c86338b9fa28 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-05T18:28:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação de Ciências da Saúde - Lucinéia Gainski Danielski.pdf: 1603533 bytes, checksum: fd42cd31480b96d248c8231ba873d5bd (MD5) Contrato de cessão de direitos autorais - Lucinéia Gainski Danielski.pdf: 586699 bytes, checksum: 3dd60390de4f9431e675c86338b9fa28 (MD5) Previous issue date: 2016 / Introdução: A disfunção neurológica na sepse é causa de elevação da mortalidade de pacientes internados em hospitais. Os pacientes que sobrevivem manifestam alterações no aprendizado e memória. Níveis elevados de quinurenina (KYN) plasmática estão associados com pior prognóstico em pacientes graves. E a vitamina B6 (vit B6) apresenta propriedades anti-inflamatórias e antioxidantes, atuando também como cofator de enzimas da via da quinurenina, contudo a inflamação eleva o seu catabolismo. Objetivos: Avaliar o efeito do tratamento com vit B6 sobre a via da quinurenina, parâmetros neuroinflamatórios e neuroquímicos agudos e alterações cognitivas em longo prazo em modelo pré-clínico de sepse. Métodos: Ratos Wistar machos (250-300 g) submetidos à ligação e perfuração cecal (CLP), com sham como controle, foram divididos em sham+salina, sham+vit B6, CLP+salina e CLP+vit B6 (600 mg/kg, sc). Vinte e quatro horas após, o córtex pré-frontal e hipocampo foram removidos para análises de parâmetros inflamatórios e neuroquímicos agudos. Outro grupo foi acompanhados por 10 dias para avaliação da sobrevida, memória de habituação e reconhecimento de objetos. Resultados: Houve elevação dos níveis de KYN em ambas as estruturas, devido à ativação da enzima indoleamina 2,3-dioxigenase 24h após a indução de sepse. A vit B6 atenuou a ativação da IDO preservando triptofano e diminuindo KYN. Ainda, a vit B6 preveniu a elevação da permeabilidade da barreira hematoencefálica, a infiltração de neutrófilos, diminuiu os níveis de citocinas pró-inflamatórias e de óxido nítrico. A vit B6 exerceu proteção contra o estresse oxidativo, diminuindo a peroxidação lipídica e carbonilação proteica, por elevar a atividade da enzima antioxidante da superóxido dismutase. A vit B6 não melhorou a sobrevida dos animais, todavia melhorou memória e cognição, prejudicadas pela sepse e pela ativação da via da quinurenina. Conclusão: Na sepse a vit B6 é capaz de diminuir a ativação da via da KYN, por diminuir ativação de IDO. Previne a elevação da permeabilidade da barreira hematoencefálica, reduz inflamação e estresse oxidativo em curto prazo, e melhora cognição e memória em longo prazo.

A encefalopatia hepática (EH) é um conjunto de manifestações neuropsiquiátricas associada a um quadro de insuficiência hepática. Essas manifestações são atribuídas sobretudo à elevação nos níveis de amônia no Sistema Nervoso Central (SNC), causando distúrbios na homeostase dos neurotransmissores, edema cerebral, neuroinflamação e aumento do estresse oxidativo. A perda de função do fígado pode acontecer de forma aguda ou insidiosa, acarretando diferentes respostas no SNC relacionadas à elevação aguda ou crônica da amônia. Um dos neurotransmissores envolvidos na fisiopatologia desta síndrome é o glutamato, o principal neurotransmissor excitatório do SNC. A excitotoxicidade glutamatérgica está presente em ambas as apresentações da encefalopatia hepática. A Guanosina, um nucleosídeo derivado da guanina, é conhecida por apresentar uma função neuroprotetora no sistema nervoso central, agindo como um antagonista do sistema glutamatérgico através do aumento da captação de glutamato, além de possuir efeitos tróficos e antioxidantes em células neurais. Desta forma, nesta tese, avaliaram-se um modelo de EH crônica (ligação do ducto biliar de ratos); e um de hiperamonemia aguda (administração intra peritoenal de amônia em ratos). No quadro de EH crônica, o tratamento com Guanosina resultou em uma melhora no teste comportamental Y maze, diminuição do glutamato no líquor e redução dos marcadores de estresse oxidativo. Já no modelo de hiperamonemia aguda, quadro muto semelhante à EH aguda, a Guanosina diminuiu o tempo em coma, normalizou as alterações do eletroencefalograma, aumentou a captação de glutamato, normalizou os níveis de glutamato e amônia no líquor, atenuou o estresse oxidativo e diminuiu a mortalidade. Para o nosso conhecimento, os resultados dessa tese são a primeira descrição do efeito neuroprotetor da Guanosina na EH, com importante contribuição para o estudo da doença. Além disso, surge como potencial alternativa terapêutica a ser estudada para quadros de insuficiência hepática grave em que muitas vezes somente o transplante hepático pode evitar uma deterioração neurológica irreversível. / Hepatic encephalopathy (HE) is a neuropsychiatric syndrome associated with liver disease. Increasing of ammonia in the Central Nervous System (CNS) is the main implicated mechanism, resulting in cerebral edema, neurotransmitters disturbance, neuroinflamation and oxidative stress damage. Hepatic insufficiency may be developed suddenly or subtle, resulting in acute or chronic hyperammonemia. Glutamate, the main excitatory neurotransmitter in the CNS plays a major role in the physiopathology of this syndrome. Glutamatergic excitotoxicity is described in both presentations: acute and chronic encephalopathy. As Guanosine plays an important neuroprotective role in the CNS, exerting glutamatergic system antagonism, antioxidant activity and trophic effects on neural cells, in this study, we evaluated the neuroprotective effects of Guanosine on an animal model of hepatic encephalopathy. Initially, we demonstrated that Guanosine was neuroprotective against chronic hepatic encephalopathy (rats were submitted to bile duct ligation) once it has improved a behavioral test performance (Ymaze) and normalized cerebrospinal fluid (CSF) glutamate and brain oxidative stress parameters. Additionally, it was also investigated the Guanosine effects on acute hyperammonemia (rats were injected with ammonium acetate). The treatment was able to decrease oxidative stress damage, reduce glutamate and ammonia levels on CSF, increase glutamate uptake and improve neurological status in rats with severe acute hyperammonemia. Besides, Guanosine prevents death against acute hyperammonemia. Token altogether, we argue that Guanosine neuroprotective effect is related to its ability to antagonizing glutamatergic excitotoxicity by increasing glutamate uptake. Overall, to our knowledge, this is the first study presenting the neuroprotective effects of Guanosine on hepatic encephalopathy. Furthermore it could eventually be developed as a drug useful for helping severe hepatic encephalopathy, which, in many cases, liver transplant is the only alternative.

As plantas tóxicas continuam entre as principais causas de morte em bovinos no Brasil. Elas apresentam efeito relativamente específico sobre os tecidos e/ou sistemas. Várias plantas tóxicas do Brasil causam dano hepático, de forma aguda ou crônica, muitas vezes acompanhado de encefalopatia hepática, cuja patogenia ainda não havia sido elucidada nos casos de hepatopatia tóxica aguda em bovinos. O presente estudo teve como objetivo caracterizar microscopicamente as alterações encefálicas relacionadas a hepatopatias tóxicas em bovinos e resultou em três artigos. O primeiro deles descreve alterações encefálicas histológicas em bovinos com intoxicação espontânea por Cestrum intermedium e suas características na avaliação imuno-histoquímica (IHQ), com emprego dos anticorpos anti-proteína S100 e anti-proteína glial fibrilar ácida. No segundo artigo são caracterizadas as alterações encefálicas de 22 bovinos intoxicados natural ou experimentalmente por cinco espécies de planta de ação hepatotóxica aguda ou pela ingestão de P. flavipes, com avaliação de telencéfalo, tronco encefálico e cerebelo pelas técnicas de hematoxilina e eosina (HE), histoquímicas de ácido periódico de Shiff (PAS) e lectinas e pelas provas de IHQ usando os anticorpos anti-S100, anti-GFAP e anti-vimentina. Neste artigo são evidenciadas alterações relevantes em astrócitos, tanto da substância branca quanto da cinzenta e se demonstra serem os mesmos o principal alvo de lesão na hepatopatia tóxica aguda em bovinos, evidenciado pela IHQ. As técnicas histoquímicas citadas não apresentaram resultados promissores, por isso não são apresentadas no Artigo 2. No terceiro artigo é realizada avaliação comparativa de encéfalos de bovinos intoxicados por Senecio sp. com uso das mesmas técnicas e que demonstrou não haver alterações significativas em astrócitos e estruturas vasculares encefálicas, reiterando a patogenia anteriormente proposta, de que a degeneração esponjosa, alteração histológica encefálica amplamente descrita nessa intoxicação, é caracterizada por edema intramielínico. / Toxic plants remain among the major causes of death in cattle in Brazil. They have relatively specific effects on animal tissues or systems. Several Brazilian poisonous plants cause acute or chronic liver damage, often accompanied by hepatic encephalopathy, the pathogenesis of which was not yet elucidated in cases of acute toxic liver disease in cattle. This study resulted in three articles. The first describes histological findings in brains of cattle poisoned by Cestrum intermedium and their immunohistochemical characteristics using the anti-protein S100 and anti-glial fibrillary acidic protein markers. The second article characterizes changes in the brain from 22 cattle natural or experimentally poisoned by five plant species with acute hepatotoxic effects or by the ingestion of P. flavipes larvae. Hematoxylin and eosin stained slides of cerebrum, brainstem and cerebellum were evaluated, as well histochemical preparations stained with periodic acid Schiff or lectins and immunohistochemical evaluation employing anti-S100, anti-GFAP and anti-vimentin markers. These histochemical techniques did not show promising results, so these are not shown in the second article. Relevant changes were observed in astrocytes from white and gray matter, presenting these cells as the main target of injury in acute toxic liver disease in cattle. The third paper presents a comparative evaluation of the brains of ten cattle poisoned by Senecio sp. using the same techniques. There were no significant changes in astrocytes and brain vascular structures, backing up the pathogenesis previously proposed; that the histological brain changes identified as spongy degeneration, largely described in this poisoning, are characterized by intramyelinic edema.

As plantas tóxicas continuam entre as principais causas de morte em bovinos no Brasil. Elas apresentam efeito relativamente específico sobre os tecidos e/ou sistemas. Várias plantas tóxicas do Brasil causam dano hepático, de forma aguda ou crônica, muitas vezes acompanhado de encefalopatia hepática, cuja patogenia ainda não havia sido elucidada nos casos de hepatopatia tóxica aguda em bovinos. O presente estudo teve como objetivo caracterizar microscopicamente as alterações encefálicas relacionadas a hepatopatias tóxicas em bovinos e resultou em três artigos. O primeiro deles descreve alterações encefálicas histológicas em bovinos com intoxicação espontânea por Cestrum intermedium e suas características na avaliação imuno-histoquímica (IHQ), com emprego dos anticorpos anti-proteína S100 e anti-proteína glial fibrilar ácida. No segundo artigo são caracterizadas as alterações encefálicas de 22 bovinos intoxicados natural ou experimentalmente por cinco espécies de planta de ação hepatotóxica aguda ou pela ingestão de P. flavipes, com avaliação de telencéfalo, tronco encefálico e cerebelo pelas técnicas de hematoxilina e eosina (HE), histoquímicas de ácido periódico de Shiff (PAS) e lectinas e pelas provas de IHQ usando os anticorpos anti-S100, anti-GFAP e anti-vimentina. Neste artigo são evidenciadas alterações relevantes em astrócitos, tanto da substância branca quanto da cinzenta e se demonstra serem os mesmos o principal alvo de lesão na hepatopatia tóxica aguda em bovinos, evidenciado pela IHQ. As técnicas histoquímicas citadas não apresentaram resultados promissores, por isso não são apresentadas no Artigo 2. No terceiro artigo é realizada avaliação comparativa de encéfalos de bovinos intoxicados por Senecio sp. com uso das mesmas técnicas e que demonstrou não haver alterações significativas em astrócitos e estruturas vasculares encefálicas, reiterando a patogenia anteriormente proposta, de que a degeneração esponjosa, alteração histológica encefálica amplamente descrita nessa intoxicação, é caracterizada por edema intramielínico. / Toxic plants remain among the major causes of death in cattle in Brazil. They have relatively specific effects on animal tissues or systems. Several Brazilian poisonous plants cause acute or chronic liver damage, often accompanied by hepatic encephalopathy, the pathogenesis of which was not yet elucidated in cases of acute toxic liver disease in cattle. This study resulted in three articles. The first describes histological findings in brains of cattle poisoned by Cestrum intermedium and their immunohistochemical characteristics using the anti-protein S100 and anti-glial fibrillary acidic protein markers. The second article characterizes changes in the brain from 22 cattle natural or experimentally poisoned by five plant species with acute hepatotoxic effects or by the ingestion of P. flavipes larvae. Hematoxylin and eosin stained slides of cerebrum, brainstem and cerebellum were evaluated, as well histochemical preparations stained with periodic acid Schiff or lectins and immunohistochemical evaluation employing anti-S100, anti-GFAP and anti-vimentin markers. These histochemical techniques did not show promising results, so these are not shown in the second article. Relevant changes were observed in astrocytes from white and gray matter, presenting these cells as the main target of injury in acute toxic liver disease in cattle. The third paper presents a comparative evaluation of the brains of ten cattle poisoned by Senecio sp. using the same techniques. There were no significant changes in astrocytes and brain vascular structures, backing up the pathogenesis previously proposed; that the histological brain changes identified as spongy degeneration, largely described in this poisoning, are characterized by intramyelinic edema.

Submitted by Nayara Passos (nayara.passos@ufpe.br) on 2015-03-04T12:17:40Z No. of bitstreams: 2 Dissertação Caio Falcão.pdf: 2133861 bytes, checksum: 5da89e55512d8d24eb3ab088f5e47c12 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T12:17:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação Caio Falcão.pdf: 2133861 bytes, checksum: 5da89e55512d8d24eb3ab088f5e47c12 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012 / FACEPE , CNPQ. / As doenças priônicas são um grupo de doenças neurodegenerativas e irremediavelmente fatais que afetam humanos e algumas outras espécies de mamíferos. Entre estas, as mais conhecidas são a doença de Creutzfeldt-Jakob (CJD) que acomete humanos, o scrapie em ovinos e a encefalopatia espongiforme bovina (BSE). A Chronic Wasting Disease (CWD) é a forma priônica que acomete os cervídeos e tem sido considerada como problema de saúde pública nos EUA e Canadá. Pesquisas recentes têm mostrado que alguns animais apresentam maior resistência à infecção da doença. Esta resistência tem sido comumente associada com alterações na sequência de nucleotídeos do gene que codifica a proteína priônica (PRNP). Polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) em códons específicos alteram a susceptibilidade ao desenvolvimento da CWD na família Cervidae. Objetivando identificar a presença/ausência dos polimorfismos, e consequentemente a potencial susceptibilidade ao desenvolvimento da doença em cervídeos neotropicais, no presente trabalho foram analisadas 60 amostras de três espécies: Veado catingueiro (Mazama gouazoubira, n:11), Veado campeiro (Ozotoceros bezoarticus, n:18) e Cervo do Pantanal (Blastocerus dichotomus, n:31). Um fragmento de aproximadamente 800pb do exon 3 do gene PRNP foi amplificado por PCR e posteriormente sequenciado. As sequências foram alinhadas e os resultados mostraram que a sequência nucleotídica dos animais neotropicais é altamente conservada. Todos os animais apresentaram os polimorfismos associados à susceptibilidade nos códons de interesse (Q95, G96, M132 e S225). Apesar disto, a CWD nunca foi notificada em espécies neotropicais.

Para avaliar a encefalopatia em gatos infectados experimentalmente pelo vírus da imunodeficiência dos felinos, foram obtidas amostras de encéfalo após necropsia de nove gatos previamente inoculados pelo subtipo B do vírus e monitorados por quatro anos. As amostras foram fixadas em formalina 10% para coloração em Hematoxilina-eosina, e em metacarn para avaliação análise imunohistoquímica. Através da técnica de imunohistoquímica, as lâminas de encéfalo foram incubadas com anticorpos específicos para os antígenos Proteína Glial Fibrilar Ácida (GFAP) e Vimentina para marcação de astrócitos e com anticorpos para a proteína p24 do capsídeo viral do FIV. Nas lâminas marcadas para GFAP foram observados astrócitos em substância branca e cinzenta em quantidade moderada, sugerindo astrocitose reativa. Houve marcação mais evidente da região subpial e em alguns animais das regiões perivasculares. A marcação para vimentina mostrou raras células distribuídas pelo neurópilo e forte marcação de astrócitos na região subependimária nos ventrículos laterais e IV ventrículo, o que pode indicar um aumento da proliferação e migração de células tronco. Também foram observadas alterações como: nódulos gliais, vacuolização da substância branca, satelitose e focos de calcificação de meninge. A satelitose indica a presença de processo degenerativo em desenvolvimento. A marcação para a proteína p24 confirmou a presença de células microgliais infectadas. Raros astrócitos com marcação citoplasmática foram vistos em apenas um animal. Curiosamente, houve marcação dos neurônios da camada granulosa do cerebelo. Esta técnica deve ser mais bem explorada para o uso em diagnóstico post mortem. Esses resultados sugerem que os animais infectados experimentalmente pelo FIV subtipo B apresentam alterações microscópicas mesmo na ausência de sinais clínicos neurológicos. / To evaluate the encephalopathy in cats experimentally infected with feline immunodeficiency vírus, were obtained brain samples from autopsies of nine cats previously inoculated with subtype B virus and monitored for four years. The samples were fixed in 10% formalin for hematoxylin-eosin staining, and in metacarn for immunohistochemical analysis. Throuh the immunohistochemistry technique, the brain slides were incubated with antibodies against the glial fibrillary acidic protein (GFAP) and vimentin to mark astrocytes and against the viral capsid protein p24 of FIV. On the GFAP marked slides, astrocytes were observed in gray and white matter in moderate amounts, suggesting reactive astrocytosis. There was evident reactivity in the subpial area and in some animals, around blood vessels. The markup for vimentin showed rare cells distributed throughout the neuropil, and strong labeling of astrocytes in the subependymal region of the lateral ventricules and fourth ventricule, which may indicate an increased rate of proliferation and migration of stem cells. The histopathological changes observed were: glial nodules, white matter vacuolization, sattelitosis and foci of meningial calcification. The sattelitosis indicates the presence of degenerative process in developing. The use of antibodies against the protein p24 confirmend the presence of infected microglia in the brain of infected animals. Rare astrocytes with cytoplasmic staining were seen in only one animal. Interestling, there was labeling of neurons in the granular layer of the cerebellum. This technique should be further exploited for use in post-mortem diagnosis. These results suggest that animals experimentally infected with FIV subtype B show microscopic changes in the absence of clinical neurologic signs.

O presente trabalho objetivou explorar a eventual variação da expressão do mRNA e da proteína S100b no hipocampo, cerebelo e córtex cerebral de ratos neonatos em condições de anóxia, comparativamente à condições controle. Este estudo foi desenvolvido em ratos albinos, divididos em dois grupos: o grupo Experimental Anóxia (EA) e o grupo Experimental Controle (EC), que por sua vez foram subdivididos em tempos de 2, 4, 6, 12 e 24 horas no que se refere à coleta de amostras após a aplicação dos estímulos pré-estabelecidos para cada grupo. Dos períodos avaliados, nossos resultados indicaram que a anóxia proporcionou um pico na expressão gênica de S100b após duas horas e proteica após 4 horas nas áreas do hipocampo e cerebelo. O córtex cerebral do grupo EA quando comparado ao grupo EC, não apresentou nenhum aumento significante de S100b nos períodos avaliados. Os resultados obtidos contribuem de forma crucial para elucidação do papel da proteína S100b como biomarcadora na EHI, bem como no esclarecimento parcial da função deste gene com relação à fisiopatologia da doença. / The aim of the present study was to investigate the temporal variation in the expression of S100b mRNA and protein in the hippocampus, cerebellum, and cerebral cortex of newborn rats under conditions of anoxia compared with control rats. The study was performed using two groups albino rats: Experimental Anoxia (EA) and Experimental Control (EC). The animals in both EA and EC were distributed in the following subgroups relative to the time elapsed since the application of the stimuli predefined for each group: two, four, six, 12, and 24 hours. Anoxia induced a peak in the S100b gene expression after two hours and protein expression after 4 hours in the hippocampus and cerebellum. With respect to the cerebral cortex, S100b never exhibited a significant increase in the EA group compared with the EC group. The results of the present study represent a crucial contribution to the elucidation of the role protein S100b plays as a biomarker in HIE, as well as a contribution to the elucidation of the role the corresponding gene plays in the physiopathology of the disease.

A sepse é caracterizada por um desequilíbrio entre a resposta pró- e anti-inflamatória às infecções. Um dos principais componentes da resposta do hospedeiro no choque séptico são as interações recíprocas entre o sistema imune e o sistema nervoso central, desta forma o objetivo deste estudo foi investigar o desenvolvimento de alterações neurológicas e sua associação com alterações imunológicas em fases iniciais e tardias após a sepse por ligação e perfuração cecal (CLP). Dividimos em três experimentos: agudo, crônico e efeito da ACh na evolução tardia da sepse. No experimento agudo utilizamos camundongos Balb/c, induzimos sepse por CLP em diferentes gravidades (leve, moderado e grave), 6 horas após o CLP foi realizado teste comportamental SHIRPA e logo após os animais foram sacrificados. No experimento crônico os camundongos Balb/c foram submetidos ao CLP leve, o SHIRPA foi realizado 6 horas e 15 dias após o CLP e os animais foram sacrificados 15 dias após o CLP. No experimento dos efeitos da ACh utilizamos camundongos Balb/c que receberam a droga donepezila (5 mg/kg/dia, oralmente) sete dias antes do CLP leve até o dia do sacrifício e os camundongos homozigotos mutantes VAChT KD também submetidos ao CLP leve. O teste comportamental SHIRPA foi realizado 6 horas após o CLP e os animais sacríficos 15 dias após o CLP. O plasma, o baço e o hipocampo foram removidos em todos os experimentos. Os níveis do S100? foram medidos no plasma. Os baços foram pesados, e por citometria de fluxo foi caracterizado os linfócitos (linfócitos T citotóxicos, linfócitos T auxiliares, linfócitos B, células T reguladoras e células Th17) e morte celular (Apoptose inicial, necrose e apoptose tardia). Os níveis de citocinas no baço, hipocampo e plasma foram determinados por ELISA. Nossos resultados mostram que no experimento agudo, 6 horas após o CLP a encefalopatia é diferente dependendo da gravidade da sepse, e o perfil de linfócitos no baço não é alterado por nenhuma gravidade da sepse. No entanto, a ativação de células do baço foi indicada no nosso estudo por variações na quantidade de citocinas no baço. No experimento crônico observamos que 15 dias após o CLP os animais apresentam encefalopatia séptica, e esta está correlacionada com a diferenciação e morte celular de linfócitos do baço, o que leva a um alto perfil imunossupressor. No experimento da ACh mostramos que a estimulação da transmissão colinérgica, utilizando donepezila, diminui a inflamação, por aumentar linfócitos, morte linfocitária e diminuir citocinas pró-inflamatória. E, ao contrário, a diminuição da transmissão colinérgica, experimento VAChT KD, observouse uma diminuição de linfócitos, sem morte celular e aumento da inflamação. Desta forma, concluímos que a alteração neurológica nos animais com sepse está associada com as alterações imunológicas tardias e que a ACh tem um importante papel no perfil imunológico 15 dias após o CLP / Sepsis is characterized by an imbalance between pro- and anti-inflammatory responses to infection. One of the main components of the host response in septic shock are the reciprocal interactions between the immune system and the central nervous system, so the aim of this study was to investigate the development of neurological disorders and their association with immunological changes in early and late stages after sepsis by cecal ligation and puncture (CLP). We divided in three experiments: acute, chronic and chronic ACh. In acute experiment we use Balb/c mice, induce sepsis by CLP in different severities (mild, moderate and severe), 6 hours after CLP was conducted behavioral test SHIRPA and after the animals were sacrificed. In the chronic experiment Balb/c mice were subjected to CLP mild, the SHIRPA was performed 6 hours and 15 days after CLP, and animals were sacrificed 15 days after CLP. In chronic ACh experiment use Balb/c mice that received the drug Donepezil (5 mg/kg/day, orally) seven days before the CLP mild until the day of sacrifice and use too mice homozygous mutants KD VAChT also submitted to CLP mild. The SHIRPA behavioral test was performed 6 hours after CLP and the animals were sacrificed 15 days after CLP. The plasma, spleen and hippocampus were removed in all experiments. The levels of S100? were measured in plasma. The spleens were weighed, and flow cytometry was characterized lymphocytes (cytotoxic T lymphocytes, helper T lymphocytes, B lymphocytes, regulatory T cells and Th17 cells) and cell death (apoptosis initial, necrosis and DNA fragmentation). Cytokine levels in the spleen, hippocampus and plasma were determined by ELISA. Our results show that in the acute experiment, 6 hours after CLP encephalopathy is different depending on the severity of sepsis, since the profile of the spleen lymphocytes is not changed by any severity of sepsis. However, the spleen cell activation was shown in this study by variations in the quantity of cytokines in the spleen. In the chronic experiment we observed that 15 days after CLP animals have septic encephalopathy, and this correlates with cell differentiation and the death of spleen lymphocytes, which leads to a high immunosuppressive profile. Since in the chronic ACh experiment have shown that stimulation of cholinergic transmission, using donepezil, reduces inflammation by increasing lymphocytes, lymphocyte death and decreasing proinflammatory cytokine. And, conversely, the reduction in cholinergic transmission, KD VAChT experiment, we observed a decrease of lymphocytes, and increase cell death without inflammation. Thus, we conclude that the neurological deficits in animals with sepsis is associated with immunological late changes and ACh plays an important role in the immune profile 15 days after CLP

A encefalopatia hepática (HE) é uma desordem neuropsiquiátrica que ocorre devido à falência aguda e crônica do fígado. Os mecanismos pelos quais esta doença se desenvolve não estão completamente esclarecidos, porém acredita-se que a amônia é um dos principais fatores patofisiológicos da HE. Além disso, distúrbios no sistema de neurotransmissão GABAérgico têm sido relacionado com a HE. Para estudar os efeitos da HE e da amônia sobre o SNC, desenvolvemos nesta tese um modelo de co-cultura de neurônios GABAérgicos e astrócitos provenientes camundongos que demonstrou-se bastante reproduzível, de fácil execução e representativo da interação metabólica entre neurônios e astrócitos. Também, foi verificado que a amônia exerce um papel deletério para o metabolismo energético do sistema neurotransmissor GABAérgico. As coculturas de neurônios GABAérgicos e astrócitos quando expostos à altas concentrações de amônia, apresentaram o aumento da glicólise e da atividade do ciclo de Krebs. Além disso, foi constatado que os processos de detoxificação de amônia estavam bastante ativos, demonstrados pelo aumento das concentrações intracelulares e extracelulares de glutamina. A síntese e liberação de alanina também se encontrou aumentada, e seu papel como um agente detoxificante de amônia pode ser fundamental para os neurônios GABAérgicos. A síntese de GABA também apresentou-se alterada tanto no modelo de HE em ratos submetidos à ligação do ducto biliar (BDL), como também nas co-culturas de neurônios GABAérgicos e astrócitos expostos à amônia. Detectou-se que em ambos os modelos a síntese de GABA que envolve o ciclo de Krebs estava favorecida, quando comparada com aquela que ocorre sem o envolvimento do ciclo de Krebs. O que exatamente significa esta alteração nas rotas síntese de GABA ainda não está esclarecido, porém sabe-se que o GABA sintetizado via o ciclo de Krebs é aquele que está relacionado ao “pool” vesicular deste neurotransmissor inibitório. Empregando o modelo BDL, também estudamos os efeitos da HE sobre parâmetros comportamentais e cognitivos. Demonstramos que os animais BDL apresentam prejuízos na organização espacial e temporal das atividades locomotora e exploratória, como também na memória de curta duração para na tarefa de reconhecimento de objeto. De uma maneira geral, o trabalho desenvolvido nesta tese traz novas informações sobre os processos neuroquímicos e comportamentais envolvidos na HE que podem contribuir para o entendimento dos mecanismos patofisiológicos desta doença. / Hepatic encephalopathy (HE) is a neuropsychiatric disorder which arises due to acute or chronic liver disease. The mechanisms by which this disease develops are still not completely understood, however, it is well described that ammonia plays a pivotal role in the pathophysiology of HE. Moreover, disturbances in the GABAergic neurotransmitter system have been related to the development of HE. Aiming to study the effects of ammonia and HE in the SNC, in this thesis we standardized a model of co-culture of GABAergic neurons and astrocytes obtained from mouse. It was shown that the co-culture system was very reproducible, easy to be performed and representative of the neuronal-astrocytic interaction. The work here developed also showed that ammonia was detrimental for the energy metabolism of the GABAergic neurons and astrocytes. The co-cultures when incubated with ammonia had an increase in glycolysis and TCA cycle activity. Moreover, it was demonstrated that the detoxifying processes were highly active during hyperammonemia, i.e. increased synthesis and release of glutamine. Alanine synthesis was also increased during incubation with ammonia, and we suggest that its synthesis and release might be fundamental for the detoxification of GABAergic neurons. In another study of this thesis, we demonstrate that GABA synthesis was altered both in co-cultures of neurons and astrocytes exposed to ammonia, as well as in brain of rats with HE induced by bile duct ligation (BDL). In both systems studied, GABA synthesis via TCA cycle was favored, when compared to the one which occurs without TCA cycle involvement.To each extent this altered GABA synthesis influences the GABAergic system is not clear, however, it is known that GABA synthesized via TCA cycle is the pool related to the vesicular GABA pool. In addition, employing the BDL model, we studied the effect of HE on behavioral and cognitive parameters. The BDL rats showed impairment of spatial-temporal organization of the locomotor and exploratory activities and also in short term memory during the object memory recognition task. Therefore, the work developed during this thesis brings new information about the neurochemical and behavioral processes involved in HE, which can contribute for the understanding of the pathophysiologycal mechanisms of this disease.

A sepse é caracterizada por um desequilíbrio entre a resposta pró- e anti-inflamatória às infecções. Um dos principais componentes da resposta do hospedeiro no choque séptico são as interações recíprocas entre o sistema imune e o sistema nervoso central, desta forma o objetivo deste estudo foi investigar o desenvolvimento de alterações neurológicas e sua associação com alterações imunológicas em fases iniciais e tardias após a sepse por ligação e perfuração cecal (CLP). Dividimos em três experimentos: agudo, crônico e efeito da ACh na evolução tardia da sepse. No experimento agudo utilizamos camundongos Balb/c, induzimos sepse por CLP em diferentes gravidades (leve, moderado e grave), 6 horas após o CLP foi realizado teste comportamental SHIRPA e logo após os animais foram sacrificados. No experimento crônico os camundongos Balb/c foram submetidos ao CLP leve, o SHIRPA foi realizado 6 horas e 15 dias após o CLP e os animais foram sacrificados 15 dias após o CLP. No experimento dos efeitos da ACh utilizamos camundongos Balb/c que receberam a droga donepezila (5 mg/kg/dia, oralmente) sete dias antes do CLP leve até o dia do sacrifício e os camundongos homozigotos mutantes VAChT KD também submetidos ao CLP leve. O teste comportamental SHIRPA foi realizado 6 horas após o CLP e os animais sacríficos 15 dias após o CLP. O plasma, o baço e o hipocampo foram removidos em todos os experimentos. Os níveis do S100? foram medidos no plasma. Os baços foram pesados, e por citometria de fluxo foi caracterizado os linfócitos (linfócitos T citotóxicos, linfócitos T auxiliares, linfócitos B, células T reguladoras e células Th17) e morte celular (Apoptose inicial, necrose e apoptose tardia). Os níveis de citocinas no baço, hipocampo e plasma foram determinados por ELISA. Nossos resultados mostram que no experimento agudo, 6 horas após o CLP a encefalopatia é diferente dependendo da gravidade da sepse, e o perfil de linfócitos no baço não é alterado por nenhuma gravidade da sepse. No entanto, a ativação de células do baço foi indicada no nosso estudo por variações na quantidade de citocinas no baço. No experimento crônico observamos que 15 dias após o CLP os animais apresentam encefalopatia séptica, e esta está correlacionada com a diferenciação e morte celular de linfócitos do baço, o que leva a um alto perfil imunossupressor. No experimento da ACh mostramos que a estimulação da transmissão colinérgica, utilizando donepezila, diminui a inflamação, por aumentar linfócitos, morte linfocitária e diminuir citocinas pró-inflamatória. E, ao contrário, a diminuição da transmissão colinérgica, experimento VAChT KD, observouse uma diminuição de linfócitos, sem morte celular e aumento da inflamação. Desta forma, concluímos que a alteração neurológica nos animais com sepse está associada com as alterações imunológicas tardias e que a ACh tem um importante papel no perfil imunológico 15 dias após o CLP / Sepsis is characterized by an imbalance between pro- and anti-inflammatory responses to infection. One of the main components of the host response in septic shock are the reciprocal interactions between the immune system and the central nervous system, so the aim of this study was to investigate the development of neurological disorders and their association with immunological changes in early and late stages after sepsis by cecal ligation and puncture (CLP). We divided in three experiments: acute, chronic and chronic ACh. In acute experiment we use Balb/c mice, induce sepsis by CLP in different severities (mild, moderate and severe), 6 hours after CLP was conducted behavioral test SHIRPA and after the animals were sacrificed. In the chronic experiment Balb/c mice were subjected to CLP mild, the SHIRPA was performed 6 hours and 15 days after CLP, and animals were sacrificed 15 days after CLP. In chronic ACh experiment use Balb/c mice that received the drug Donepezil (5 mg/kg/day, orally) seven days before the CLP mild until the day of sacrifice and use too mice homozygous mutants KD VAChT also submitted to CLP mild. The SHIRPA behavioral test was performed 6 hours after CLP and the animals were sacrificed 15 days after CLP. The plasma, spleen and hippocampus were removed in all experiments. The levels of S100? were measured in plasma. The spleens were weighed, and flow cytometry was characterized lymphocytes (cytotoxic T lymphocytes, helper T lymphocytes, B lymphocytes, regulatory T cells and Th17 cells) and cell death (apoptosis initial, necrosis and DNA fragmentation). Cytokine levels in the spleen, hippocampus and plasma were determined by ELISA. Our results show that in the acute experiment, 6 hours after CLP encephalopathy is different depending on the severity of sepsis, since the profile of the spleen lymphocytes is not changed by any severity of sepsis. However, the spleen cell activation was shown in this study by variations in the quantity of cytokines in the spleen. In the chronic experiment we observed that 15 days after CLP animals have septic encephalopathy, and this correlates with cell differentiation and the death of spleen lymphocytes, which leads to a high immunosuppressive profile. Since in the chronic ACh experiment have shown that stimulation of cholinergic transmission, using donepezil, reduces inflammation by increasing lymphocytes, lymphocyte death and decreasing proinflammatory cytokine. And, conversely, the reduction in cholinergic transmission, KD VAChT experiment, we observed a decrease of lymphocytes, and increase cell death without inflammation. Thus, we conclude that the neurological deficits in animals with sepsis is associated with immunological late changes and ACh plays an important role in the immune profile 15 days after CLP