A S100B é uma proteína neurotrófica ligante de cálcio sintetizada e secretada por astrócitos desempenhando funções intra e extracelulares. Estudos anteriores em nosso laboratório demonstraram que a S100B, quando infundida exogenamente no hipocampo dorsal de ratos, imediatamente após o treino na tarefa de Esquiva Inibitória, facilita a consolidação dessa memória aversiva (Mello e Souza et al., 2000). É sabido que, para que ocorram as modificações permanentes necessárias para a consolidação da memória de longa duração decorrentes de um novo aprendizado, diversos processos plásticos ocorrem no nível celular, envolvendo, por exemplo, modificações bioquímicas, entre elas, a síntese protéica. Este trabalho tem como objetivo tentar compreender o mecanismo pelo qual a proteína S100B, quando administrada no hipocampo dorsal de ratos, afeta a consolidação e a evocação de uma memória aversiva (esquiva inibitória). Para tanto, infundimos a proteína pré-teste no hipocampo dorsal de ratos, em diferentes concentrações, e verificamos seus efeitos sobre a retenção da memória daquela tarefa aversiva. Também estudamos o possível papel da síntese protéica na mediação do efeito facilitatório pós-treino já descrito, empregando um inibidor da síntese de ARN, o DRB: com a infusão de DRB em concentração sem efeito comportamental próprio, tentamos reverter o efeito facilitatório da S100B infundida imediatamente após o treino. Para saber em qual das duas fases da síntese protéica, infundimos o DRB tanto imediatamente quanto 2 h pós-treino. A S100B não teve qualquer efeito na evocação (pré-teste), apenas na consolidação (imediatamente pós-treino), sendo este efeito revertido pelo DRB infundido tanto concomitantemente (primeira fase) quanto 2 h após o treino (segunda fase da síntese protéica) na tarefa de esquiva inibitória. Nossos resultados apóiam a hipótese de mediação da ação facilitatória da S100B com base nos processos de síntese protéica, em suas duas etapas, possivelmente um ingrediente necessário à construção de um engrama de memória estável como se espera de uma memória de longa duração.

A S100B é uma proteína neurotrófica ligante de cálcio sintetizada e secretada por astrócitos desempenhando funções intra e extracelulares. Estudos anteriores em nosso laboratório demonstraram que a S100B, quando infundida exogenamente no hipocampo dorsal de ratos, imediatamente após o treino na tarefa de Esquiva Inibitória, facilita a consolidação dessa memória aversiva (Mello e Souza et al., 2000). É sabido que, para que ocorram as modificações permanentes necessárias para a consolidação da memória de longa duração decorrentes de um novo aprendizado, diversos processos plásticos ocorrem no nível celular, envolvendo, por exemplo, modificações bioquímicas, entre elas, a síntese protéica. Este trabalho tem como objetivo tentar compreender o mecanismo pelo qual a proteína S100B, quando administrada no hipocampo dorsal de ratos, afeta a consolidação e a evocação de uma memória aversiva (esquiva inibitória). Para tanto, infundimos a proteína pré-teste no hipocampo dorsal de ratos, em diferentes concentrações, e verificamos seus efeitos sobre a retenção da memória daquela tarefa aversiva. Também estudamos o possível papel da síntese protéica na mediação do efeito facilitatório pós-treino já descrito, empregando um inibidor da síntese de ARN, o DRB: com a infusão de DRB em concentração sem efeito comportamental próprio, tentamos reverter o efeito facilitatório da S100B infundida imediatamente após o treino. Para saber em qual das duas fases da síntese protéica, infundimos o DRB tanto imediatamente quanto 2 h pós-treino. A S100B não teve qualquer efeito na evocação (pré-teste), apenas na consolidação (imediatamente pós-treino), sendo este efeito revertido pelo DRB infundido tanto concomitantemente (primeira fase) quanto 2 h após o treino (segunda fase da síntese protéica) na tarefa de esquiva inibitória. Nossos resultados apóiam a hipótese de mediação da ação facilitatória da S100B com base nos processos de síntese protéica, em suas duas etapas, possivelmente um ingrediente necessário à construção de um engrama de memória estável como se espera de uma memória de longa duração.

A S100B é uma proteína neurotrófica ligante de cálcio sintetizada e secretada por astrócitos desempenhando funções intra e extracelulares. Estudos anteriores em nosso laboratório demonstraram que a S100B, quando infundida exogenamente no hipocampo dorsal de ratos, imediatamente após o treino na tarefa de Esquiva Inibitória, facilita a consolidação dessa memória aversiva (Mello e Souza et al., 2000). É sabido que, para que ocorram as modificações permanentes necessárias para a consolidação da memória de longa duração decorrentes de um novo aprendizado, diversos processos plásticos ocorrem no nível celular, envolvendo, por exemplo, modificações bioquímicas, entre elas, a síntese protéica. Este trabalho tem como objetivo tentar compreender o mecanismo pelo qual a proteína S100B, quando administrada no hipocampo dorsal de ratos, afeta a consolidação e a evocação de uma memória aversiva (esquiva inibitória). Para tanto, infundimos a proteína pré-teste no hipocampo dorsal de ratos, em diferentes concentrações, e verificamos seus efeitos sobre a retenção da memória daquela tarefa aversiva. Também estudamos o possível papel da síntese protéica na mediação do efeito facilitatório pós-treino já descrito, empregando um inibidor da síntese de ARN, o DRB: com a infusão de DRB em concentração sem efeito comportamental próprio, tentamos reverter o efeito facilitatório da S100B infundida imediatamente após o treino. Para saber em qual das duas fases da síntese protéica, infundimos o DRB tanto imediatamente quanto 2 h pós-treino. A S100B não teve qualquer efeito na evocação (pré-teste), apenas na consolidação (imediatamente pós-treino), sendo este efeito revertido pelo DRB infundido tanto concomitantemente (primeira fase) quanto 2 h após o treino (segunda fase da síntese protéica) na tarefa de esquiva inibitória. Nossos resultados apóiam a hipótese de mediação da ação facilitatória da S100B com base nos processos de síntese protéica, em suas duas etapas, possivelmente um ingrediente necessário à construção de um engrama de memória estável como se espera de uma memória de longa duração.

Submitted by Marcos Anselmo (marcos.anselmo@unipampa.edu.br) on 2016-04-08T16:03:25Z No. of bitstreams: 1 Helen Schimidt.pdf: 1449145 bytes, checksum: 45e0910b8692b3c06106da08de6216cb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-08T16:03:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Helen Schimidt.pdf: 1449145 bytes, checksum: 45e0910b8692b3c06106da08de6216cb (MD5) Previous issue date: 2014-06-20 / O acidente vascular cerebral isquêmico é uma das principais causas de morbidade e mortalidade em todo o mundo. Entre os prejuízos observados nos sobreviventes, estão os déficits cognitivos para aprendizagem e memória. Acredita-se que essas deficiências são resultantes de danos secundários provocado pelo processo de isquemia-reperfusão, incluindo o estresse oxidativo. Estratégias para neuroproteção são investigadas para minimizar tais déficits após um evento isquêmico, especialmente aquelas capazes de modular o estresse oxidativo, seja melhorando a atividade antioxidante, ou diminuindo a produção de espécies reativas de oxigênio. Nesse estudo, nós investigamos o potencial neuroprotetor do exercício físico e do chá verde em um modelo animal de isquemia-reperfusão. Para isso, 80 ratos Wistar machos foram divididos em 8 grupos de acordo com a presença das intervenções para neuroproteção (8 semanas de exercício físico e/ou suplementação de chá verde) e para isquemia (oclusão, ou não, bilateral das carótidas comuns por 30 minutos). O exercício físico baseou-se em corrida, realizada em esteira, durante 30 minutos por dia, 5 vezes na semana. Para a suplementação com chá verde, a infusão foi colocada no lugar da água de beber, sendo trocada diariamente. Ao final das 8 semanas de intervenções foi realizado a cirurgia e 24h depois a memória foi avaliada em uma tarefa não aversiva e um teste de memória aversiva. Passados os testes comportamentais, o hipocampo e córtex pré-frontal foram removidos para análise bioquímica de marcadores de estresse oxidativo. Os resultados mostraram que a isquemia-reperfusão prejudica a aprendizagem e a memória, além de aumentar espécies reativas de oxigênio no hipocampo e no córtex pré-frontal. Oito semanas de exercício físico e/ou suplementação com chá verde antes do evento de isquemia-reperfusão foram capazes de promover neuroproteção; ambos os tratamentos, por separado ou em conjunto, reduziram os déficits cognitivos e foram capazes de manter o nível funcional das enzimas antioxidantes. / Ischemic stroke is a major cause of morbidity and mortality all over the world. Among impairments observed in survivors is a significant cognitive learning and memory deficit. It is believed that these deficits are due to oxidative stress caused by ischemia-reperfusion. Neuroprotective strategies are investigated to minimize such deficits after an ischemic event, especially those strategies that modulate oxidative stress by improving the antioxidant activity or decreasing the production of reactive oxygen species. Here we investigated the neuroprotective potential of physical exercise and green tea in an animal model of ischemia-reperfusion. Eighty male Wistar rats were divided into 8 groups and subjected to 8 weeks of exercise and / or supplementation with green tea before submission to a surgery and transient cerebral ischemia or a sham operation. The physical exercise was treadmill running performed 5 times per week during 30 minutes and the green tea was put in place of drinking water and daily changed. Ischemia-reperfusion was performed by occlusion of the bilateral common carotid arteries during 30 min. Later, memory was evaluated in aversive and in a non-aversive tasks. Hippocampus and prefrontal cortex were removed for biochemical analyses of possible oxidative stress effects. Ischemia-reperfusion impaired learning and memory and reactive oxygen species were increased in the hippocampus and prefrontal cortex. Eight weeks of physical exercise and/or green tea supplementation before the ischemia-reperfusion event showed a neuroprotective effect; both treatments by separate or together reduced the cognitive deficits and were able to maintain the functional level of antioxidant enzymes and glutathione.

As deficiências de aprendizado são características comuns em pacientes afetados pela doença do xarope do bordo (DXB) ou pela acidemia metilmalônica. Os sintomas predominantemente neurológicos destas doenças incluem o retardo mental, atraso no desenvolvimento neuropsicomotor, convulsões e alterações neuroradiológicas variadas. Na DXB, a deficiência da atividade do complexo enzimático desidrogenase dos a-cetoácidos de cadeia ramificada acarreta o acúmulo tecidual dos aminoácidos leucina, valina e isoleucina, dos a-cetoácidos correspondentes, ácido a-cetoisocapróico, a-cetoisovalérico e a-ceto-b-metilvalérico, bem como dos a-hidroxiácidos que destes se derivam, ácido a-hidroxiisocapróico, ácido a-hidroxiisovalérico e ácido a-hidroxi-b- metilvalérico. Na acidemia metilmalônica, por sua vez, ocorre um acúmulo tecidual do ácido metilmalônico devido à deficiência da enzima metilmalonil-CoA mutase. Os níveis teciduais destes metabólitos aumentam ainda mais durante crises de descompensação metabólica. No presente trabalho investigamos o efeito da administração intrahipocampal dos metabólitos ácidos acima citados sobre o comportamento de ratos adultos, dez minutos antes ou imediatamente após o treino, em tarefas aversivas (esquiva inibitória) e não aversivas (habituação ao campo aberto). Déficits de aprendizado nas tarefas da esquiva inibitória e da habituação ao campo aberto foram observados para os metabólitos supracitados quando administrados antes do treino, mas não quando foram injetados após o treino. O o ácido metilmalônico injetado dez minutos antes do treino provocou déficit somente no teste de memória espacial, não surtindo efeito sobre a memória quando os animais foram testados na tarefa de esquiva inibitória. O pré-tratamento destes animais com substratos energéticos foi capaz de prevenir o déficit de memória causado por metabólitos acumulados nas doenças estudadas. Quando utilizou-se a creatina monohidratada ou o ácido succínico evidenciou-se prevenção do déficit de memória espacial causado pela administração do ácido a-hidroxiisovalérico no hipocampo de ratos adultos. Por sua vez, apenas o prétratamento com creatina monohidratada foi o único capaz de prevenir o déficit de memória de ratos administrados intrahipocampalmente com o ácido metilmalônico. Os estudos de captação de glutamato por fatias de córtex cerebral de ratos jovens evidenciaram diminuição na captação de L-[3H]glutamato quando as fatias eram incubadas por 23 minutos na presença dos ácidos CIC e HMV (25-50% de diminuição). Em contrapartida, a incubação com o ácido HIV aumentou a captação em 110%, acréscimo que foi prevenido quando ao meio de incubação foi adicionado 1mM de creatina monohidratada. Por último, verificamos que a viabilidade de células de córtex cerebral ou de hipocampo de ratos jovens não foi alterada quando medida através do método do MTT e da determinação da DHL no meio de incubação onde as fatias eram imersas. Em resumo, nossos resultados apontam para alterações importantes no aprendizado de animais tratados intrahipocampalmente com os metabólitos ácidos da DXB em tarefas aversivas e não aversivas, bem como alterações de aprendizado não essencial quando da administração do principal metabólito que se acumula na acidemia metilmalônica (MMA). Além disso, estes déficits comportamentais parecem estar ligados a um comprometimento do metabolismo energético cerebral, visto que o prétratamento com creatina em estudos com metabólitos que se acumulam nas duas doenças (HIV para a DXB e MMA para a acidemia metilmalônica) preveniu o déficit de memória destes animais, bem como o pré-tratamento com succinato evitou o déficit de aprendizado espacial causado pelo HIV nos animais. Por outro lado, antioxidantes ou o antagonista do receptor glutamatérgico NMDA MK-801 não preveniu esses efeitos. Além disso, apresentamos evidências de que o CIC e o HMV ativam o sistema glutamatérgico, bloqueando a captação de glutamato por fatias de córtex cerebral de ratos jovens, levando a um aumento da quantidade dos neurotransmissores na fenda sináptica. / Learning disability is a common feature of patients affected by maple syrup urine disease (MSUD) or methylmalonic acidaemia. The neurological symptoms include mental retardation, delay on neuropsychomotor development, seizures and alteration on neuroradiological images. MSUD is caused by severe deficiency of the branched-chain L-a-keto acid dehydrogenase complex (BCKAD) activity leads to tissue accumulation of aminoacids leucine, valine and isoleucine, the branched chain keto acids, a-ketoisocaproic, a-ketoisovaleric and a-keto-b-methylvaleric, and corresponding a-hydroxyacids, a-hydroxyisocaproic, a-hydroxyisovaleric and a- hydroxy-b-methylvaleric. The tissual accumulation of methylmalonic acid is the biochemical hallmark of the methylmalonic acidaemia because the methylmalonyl-CoA mutase is defective on this disease. The tissual levels of these metabolites are more proeminents in crisis of metabolic decompensation. In the present study we investigated the effect of acute administration of the acid metabolites cited above on the behavior of adult rats in the inhibitory avoidance and open field habituation tasks. The DXB acid metabolites producing learning deficits on aversive and spatial learning when infused 10 minutes before the training session of the tasks but not when infused immediatelly after training. The MMA injected 10 minutes before training provokes deficit only in the spatial task, and do not caused any effect on animals submitted to inhibitory avoidance task. The pretreatment with energetic substrates was the only effective on prevent the memory deficit caused by metabolites accumulating on MSUD or methylmalonic acidaemia. The prevention of the spatial memory deficit caused by a-hydroxyisovaleric acid was achieved by administration of creatine monohydrated or succinic acid. The creatine monohydrated was the only effective on prevention of learning deficit of open field habituation provoked by methylmalonic intrahippocampal administration. The results of cerebral glutamate uptake of 30 day-old rats showed a reduction of 25-50% by 30 min treatments with a-ketoisocaproic acid and a-hydroxy-b-methylvaleric acid, respectively. Differently, the a-hydroxyisovaleric acid elevated by 110% the glutamate uptake and the creatine monohydrated pretreatment (1mM) was effective on prevented this effect. We veryfied that cellular viability of cerebral cortical slices incubated with acid metabolites of MSUD was normal when the studies on cellular viability were performed by MTT method and by mean of the LDH activity in the incubation bath of the cells. The results of cerebral glutamate uptake of 30 day-old rats showed a reduction of 25- 50% by 30 min treatments with a-ketoisocaproic acid and and a-hydroxy-b- methylvaleric acid, respectively. Differently, the a-hydroxyisovaleric acid elevated by 110% the glutamate uptake on cortical slices of yang rats, and the creatine monohydrated pretreatment was effective on the prevention of this effect. In conclusion, our results pointing to strong alterations on learning of animals treated with MSUD acids metabolites on aversive and non aversive tasks., and suggest that non essential alterations occur on learning of animals treated with methylmalonic acid, which may be of value to elucidate some aspects of the neurological dysfuncion occuring on these diseases. The behavioral deficits may be linked to a compromise on cerebral energetic metabolism because the pre treatment with energetic substrates was effective on prevention in memory deficits caused by HIV and MMA. Otherwise, focal effects on glutamatergic system may be the causative of learning deficits provoked by administration of CIC and HMV, it is reasonable because the uptake of glutamate was reduced on rats treated with these metabolites, and it is causative of elevation on neurotransmitter levels in the synaptic cleft.

As deficiências de aprendizado são características comuns em pacientes afetados pela doença do xarope do bordo (DXB) ou pela acidemia metilmalônica. Os sintomas predominantemente neurológicos destas doenças incluem o retardo mental, atraso no desenvolvimento neuropsicomotor, convulsões e alterações neuroradiológicas variadas. Na DXB, a deficiência da atividade do complexo enzimático desidrogenase dos a-cetoácidos de cadeia ramificada acarreta o acúmulo tecidual dos aminoácidos leucina, valina e isoleucina, dos a-cetoácidos correspondentes, ácido a-cetoisocapróico, a-cetoisovalérico e a-ceto-b-metilvalérico, bem como dos a-hidroxiácidos que destes se derivam, ácido a-hidroxiisocapróico, ácido a-hidroxiisovalérico e ácido a-hidroxi-b- metilvalérico. Na acidemia metilmalônica, por sua vez, ocorre um acúmulo tecidual do ácido metilmalônico devido à deficiência da enzima metilmalonil-CoA mutase. Os níveis teciduais destes metabólitos aumentam ainda mais durante crises de descompensação metabólica. No presente trabalho investigamos o efeito da administração intrahipocampal dos metabólitos ácidos acima citados sobre o comportamento de ratos adultos, dez minutos antes ou imediatamente após o treino, em tarefas aversivas (esquiva inibitória) e não aversivas (habituação ao campo aberto). Déficits de aprendizado nas tarefas da esquiva inibitória e da habituação ao campo aberto foram observados para os metabólitos supracitados quando administrados antes do treino, mas não quando foram injetados após o treino. O o ácido metilmalônico injetado dez minutos antes do treino provocou déficit somente no teste de memória espacial, não surtindo efeito sobre a memória quando os animais foram testados na tarefa de esquiva inibitória. O pré-tratamento destes animais com substratos energéticos foi capaz de prevenir o déficit de memória causado por metabólitos acumulados nas doenças estudadas. Quando utilizou-se a creatina monohidratada ou o ácido succínico evidenciou-se prevenção do déficit de memória espacial causado pela administração do ácido a-hidroxiisovalérico no hipocampo de ratos adultos. Por sua vez, apenas o prétratamento com creatina monohidratada foi o único capaz de prevenir o déficit de memória de ratos administrados intrahipocampalmente com o ácido metilmalônico. Os estudos de captação de glutamato por fatias de córtex cerebral de ratos jovens evidenciaram diminuição na captação de L-[3H]glutamato quando as fatias eram incubadas por 23 minutos na presença dos ácidos CIC e HMV (25-50% de diminuição). Em contrapartida, a incubação com o ácido HIV aumentou a captação em 110%, acréscimo que foi prevenido quando ao meio de incubação foi adicionado 1mM de creatina monohidratada. Por último, verificamos que a viabilidade de células de córtex cerebral ou de hipocampo de ratos jovens não foi alterada quando medida através do método do MTT e da determinação da DHL no meio de incubação onde as fatias eram imersas. Em resumo, nossos resultados apontam para alterações importantes no aprendizado de animais tratados intrahipocampalmente com os metabólitos ácidos da DXB em tarefas aversivas e não aversivas, bem como alterações de aprendizado não essencial quando da administração do principal metabólito que se acumula na acidemia metilmalônica (MMA). Além disso, estes déficits comportamentais parecem estar ligados a um comprometimento do metabolismo energético cerebral, visto que o prétratamento com creatina em estudos com metabólitos que se acumulam nas duas doenças (HIV para a DXB e MMA para a acidemia metilmalônica) preveniu o déficit de memória destes animais, bem como o pré-tratamento com succinato evitou o déficit de aprendizado espacial causado pelo HIV nos animais. Por outro lado, antioxidantes ou o antagonista do receptor glutamatérgico NMDA MK-801 não preveniu esses efeitos. Além disso, apresentamos evidências de que o CIC e o HMV ativam o sistema glutamatérgico, bloqueando a captação de glutamato por fatias de córtex cerebral de ratos jovens, levando a um aumento da quantidade dos neurotransmissores na fenda sináptica. / Learning disability is a common feature of patients affected by maple syrup urine disease (MSUD) or methylmalonic acidaemia. The neurological symptoms include mental retardation, delay on neuropsychomotor development, seizures and alteration on neuroradiological images. MSUD is caused by severe deficiency of the branched-chain L-a-keto acid dehydrogenase complex (BCKAD) activity leads to tissue accumulation of aminoacids leucine, valine and isoleucine, the branched chain keto acids, a-ketoisocaproic, a-ketoisovaleric and a-keto-b-methylvaleric, and corresponding a-hydroxyacids, a-hydroxyisocaproic, a-hydroxyisovaleric and a- hydroxy-b-methylvaleric. The tissual accumulation of methylmalonic acid is the biochemical hallmark of the methylmalonic acidaemia because the methylmalonyl-CoA mutase is defective on this disease. The tissual levels of these metabolites are more proeminents in crisis of metabolic decompensation. In the present study we investigated the effect of acute administration of the acid metabolites cited above on the behavior of adult rats in the inhibitory avoidance and open field habituation tasks. The DXB acid metabolites producing learning deficits on aversive and spatial learning when infused 10 minutes before the training session of the tasks but not when infused immediatelly after training. The MMA injected 10 minutes before training provokes deficit only in the spatial task, and do not caused any effect on animals submitted to inhibitory avoidance task. The pretreatment with energetic substrates was the only effective on prevent the memory deficit caused by metabolites accumulating on MSUD or methylmalonic acidaemia. The prevention of the spatial memory deficit caused by a-hydroxyisovaleric acid was achieved by administration of creatine monohydrated or succinic acid. The creatine monohydrated was the only effective on prevention of learning deficit of open field habituation provoked by methylmalonic intrahippocampal administration. The results of cerebral glutamate uptake of 30 day-old rats showed a reduction of 25-50% by 30 min treatments with a-ketoisocaproic acid and a-hydroxy-b-methylvaleric acid, respectively. Differently, the a-hydroxyisovaleric acid elevated by 110% the glutamate uptake and the creatine monohydrated pretreatment (1mM) was effective on prevented this effect. We veryfied that cellular viability of cerebral cortical slices incubated with acid metabolites of MSUD was normal when the studies on cellular viability were performed by MTT method and by mean of the LDH activity in the incubation bath of the cells. The results of cerebral glutamate uptake of 30 day-old rats showed a reduction of 25- 50% by 30 min treatments with a-ketoisocaproic acid and and a-hydroxy-b- methylvaleric acid, respectively. Differently, the a-hydroxyisovaleric acid elevated by 110% the glutamate uptake on cortical slices of yang rats, and the creatine monohydrated pretreatment was effective on the prevention of this effect. In conclusion, our results pointing to strong alterations on learning of animals treated with MSUD acids metabolites on aversive and non aversive tasks., and suggest that non essential alterations occur on learning of animals treated with methylmalonic acid, which may be of value to elucidate some aspects of the neurological dysfuncion occuring on these diseases. The behavioral deficits may be linked to a compromise on cerebral energetic metabolism because the pre treatment with energetic substrates was effective on prevention in memory deficits caused by HIV and MMA. Otherwise, focal effects on glutamatergic system may be the causative of learning deficits provoked by administration of CIC and HMV, it is reasonable because the uptake of glutamate was reduced on rats treated with these metabolites, and it is causative of elevation on neurotransmitter levels in the synaptic cleft.

As deficiências de aprendizado são características comuns em pacientes afetados pela doença do xarope do bordo (DXB) ou pela acidemia metilmalônica. Os sintomas predominantemente neurológicos destas doenças incluem o retardo mental, atraso no desenvolvimento neuropsicomotor, convulsões e alterações neuroradiológicas variadas. Na DXB, a deficiência da atividade do complexo enzimático desidrogenase dos a-cetoácidos de cadeia ramificada acarreta o acúmulo tecidual dos aminoácidos leucina, valina e isoleucina, dos a-cetoácidos correspondentes, ácido a-cetoisocapróico, a-cetoisovalérico e a-ceto-b-metilvalérico, bem como dos a-hidroxiácidos que destes se derivam, ácido a-hidroxiisocapróico, ácido a-hidroxiisovalérico e ácido a-hidroxi-b- metilvalérico. Na acidemia metilmalônica, por sua vez, ocorre um acúmulo tecidual do ácido metilmalônico devido à deficiência da enzima metilmalonil-CoA mutase. Os níveis teciduais destes metabólitos aumentam ainda mais durante crises de descompensação metabólica. No presente trabalho investigamos o efeito da administração intrahipocampal dos metabólitos ácidos acima citados sobre o comportamento de ratos adultos, dez minutos antes ou imediatamente após o treino, em tarefas aversivas (esquiva inibitória) e não aversivas (habituação ao campo aberto). Déficits de aprendizado nas tarefas da esquiva inibitória e da habituação ao campo aberto foram observados para os metabólitos supracitados quando administrados antes do treino, mas não quando foram injetados após o treino. O o ácido metilmalônico injetado dez minutos antes do treino provocou déficit somente no teste de memória espacial, não surtindo efeito sobre a memória quando os animais foram testados na tarefa de esquiva inibitória. O pré-tratamento destes animais com substratos energéticos foi capaz de prevenir o déficit de memória causado por metabólitos acumulados nas doenças estudadas. Quando utilizou-se a creatina monohidratada ou o ácido succínico evidenciou-se prevenção do déficit de memória espacial causado pela administração do ácido a-hidroxiisovalérico no hipocampo de ratos adultos. Por sua vez, apenas o prétratamento com creatina monohidratada foi o único capaz de prevenir o déficit de memória de ratos administrados intrahipocampalmente com o ácido metilmalônico. Os estudos de captação de glutamato por fatias de córtex cerebral de ratos jovens evidenciaram diminuição na captação de L-[3H]glutamato quando as fatias eram incubadas por 23 minutos na presença dos ácidos CIC e HMV (25-50% de diminuição). Em contrapartida, a incubação com o ácido HIV aumentou a captação em 110%, acréscimo que foi prevenido quando ao meio de incubação foi adicionado 1mM de creatina monohidratada. Por último, verificamos que a viabilidade de células de córtex cerebral ou de hipocampo de ratos jovens não foi alterada quando medida através do método do MTT e da determinação da DHL no meio de incubação onde as fatias eram imersas. Em resumo, nossos resultados apontam para alterações importantes no aprendizado de animais tratados intrahipocampalmente com os metabólitos ácidos da DXB em tarefas aversivas e não aversivas, bem como alterações de aprendizado não essencial quando da administração do principal metabólito que se acumula na acidemia metilmalônica (MMA). Além disso, estes déficits comportamentais parecem estar ligados a um comprometimento do metabolismo energético cerebral, visto que o prétratamento com creatina em estudos com metabólitos que se acumulam nas duas doenças (HIV para a DXB e MMA para a acidemia metilmalônica) preveniu o déficit de memória destes animais, bem como o pré-tratamento com succinato evitou o déficit de aprendizado espacial causado pelo HIV nos animais. Por outro lado, antioxidantes ou o antagonista do receptor glutamatérgico NMDA MK-801 não preveniu esses efeitos. Além disso, apresentamos evidências de que o CIC e o HMV ativam o sistema glutamatérgico, bloqueando a captação de glutamato por fatias de córtex cerebral de ratos jovens, levando a um aumento da quantidade dos neurotransmissores na fenda sináptica. / Learning disability is a common feature of patients affected by maple syrup urine disease (MSUD) or methylmalonic acidaemia. The neurological symptoms include mental retardation, delay on neuropsychomotor development, seizures and alteration on neuroradiological images. MSUD is caused by severe deficiency of the branched-chain L-a-keto acid dehydrogenase complex (BCKAD) activity leads to tissue accumulation of aminoacids leucine, valine and isoleucine, the branched chain keto acids, a-ketoisocaproic, a-ketoisovaleric and a-keto-b-methylvaleric, and corresponding a-hydroxyacids, a-hydroxyisocaproic, a-hydroxyisovaleric and a- hydroxy-b-methylvaleric. The tissual accumulation of methylmalonic acid is the biochemical hallmark of the methylmalonic acidaemia because the methylmalonyl-CoA mutase is defective on this disease. The tissual levels of these metabolites are more proeminents in crisis of metabolic decompensation. In the present study we investigated the effect of acute administration of the acid metabolites cited above on the behavior of adult rats in the inhibitory avoidance and open field habituation tasks. The DXB acid metabolites producing learning deficits on aversive and spatial learning when infused 10 minutes before the training session of the tasks but not when infused immediatelly after training. The MMA injected 10 minutes before training provokes deficit only in the spatial task, and do not caused any effect on animals submitted to inhibitory avoidance task. The pretreatment with energetic substrates was the only effective on prevent the memory deficit caused by metabolites accumulating on MSUD or methylmalonic acidaemia. The prevention of the spatial memory deficit caused by a-hydroxyisovaleric acid was achieved by administration of creatine monohydrated or succinic acid. The creatine monohydrated was the only effective on prevention of learning deficit of open field habituation provoked by methylmalonic intrahippocampal administration. The results of cerebral glutamate uptake of 30 day-old rats showed a reduction of 25-50% by 30 min treatments with a-ketoisocaproic acid and a-hydroxy-b-methylvaleric acid, respectively. Differently, the a-hydroxyisovaleric acid elevated by 110% the glutamate uptake and the creatine monohydrated pretreatment (1mM) was effective on prevented this effect. We veryfied that cellular viability of cerebral cortical slices incubated with acid metabolites of MSUD was normal when the studies on cellular viability were performed by MTT method and by mean of the LDH activity in the incubation bath of the cells. The results of cerebral glutamate uptake of 30 day-old rats showed a reduction of 25- 50% by 30 min treatments with a-ketoisocaproic acid and and a-hydroxy-b- methylvaleric acid, respectively. Differently, the a-hydroxyisovaleric acid elevated by 110% the glutamate uptake on cortical slices of yang rats, and the creatine monohydrated pretreatment was effective on the prevention of this effect. In conclusion, our results pointing to strong alterations on learning of animals treated with MSUD acids metabolites on aversive and non aversive tasks., and suggest that non essential alterations occur on learning of animals treated with methylmalonic acid, which may be of value to elucidate some aspects of the neurological dysfuncion occuring on these diseases. The behavioral deficits may be linked to a compromise on cerebral energetic metabolism because the pre treatment with energetic substrates was effective on prevention in memory deficits caused by HIV and MMA. Otherwise, focal effects on glutamatergic system may be the causative of learning deficits provoked by administration of CIC and HMV, it is reasonable because the uptake of glutamate was reduced on rats treated with these metabolites, and it is causative of elevation on neurotransmitter levels in the synaptic cleft.

O Sistema Neural Histaminérgico tem importante papel na memória emocional, ansiedade e medo, processos com mediação pela amídala. O presente estudo investigou os efeitos da histamina (HA) microinjetada na amídala préexposição/teste de aquisição e/ou pré-reexposição/teste de retenção sobre os comportamentos de camundongos submetidos ao Labirinto em Cruz Elevado (LCE) ou à caixa de Esquiva Inibitória (EI). Para tanto, os animais passaram por cirurgia para implantação bilateral de cânulas-guia 1 mm acima da amídala. Após recuperação, eles receberam infusões centrais bilaterais pré-testes (LCE) ou pré-sessões (EI) de salina (SAL) ou HA nas doses de 0,1; 0,5 e 1,0 g em volume de 0,1 l. Os testes no LCE consistiram na exposição dos camundongos ao aparato (T1) e, após 24 h, na sua reexposição (T2). O número de entradas e tempo total nos braços abertos e suas porcentagens (EBA, TBA, %EBA, %TBA, respectivamente) em T1 foram considerados medidas para inferir ansiedade e em T2 para inferência da memória. As sessões na caixa de EI se iniciaram com a habituação. Após 30 min, os camundongos passaram pelo treino 1, com choque nas patas quando da presença do animal no ambiente escuro. Depois de 2 min, houve o treino 2 e, após 24 h, o teste de retenção com ausência de choque. As latências de transição em direção ao ambiente escuro foram registradas. Ao final, para cada modelo experimental e dose, quatro grupos foram formados: SAL-SAL, SALHA, HA-SAL e HA-HA. A análise estatística incluiu a ANOVA de duas vias e teste post hoc de Duncan. Para distribuições não homogêneas foram utilizados os testes de Kruskal-Wallis e Wilcoxon. O nível de significância adotado foi p0,05. No LCE, houve uma diminuição da %EBA e %TBA durante T2 em relação a T1 para todos os grupos tratados. Na comparação entre grupos em T1, a exploração dos braços abertos não mostrou alterações significativas, indicando que não houve alteração sobre o estado de ansiedade. Na caixa de EI, não houve aumento na latência de transição durante o teste de retenção para os grupos SAL-HA das doses de 0,5 e 1,0 g, em relação aos treinos 1 e 2; porém, no grupo HA-HA essa latência apresentou-se elevada. Para o LCE, houve ausência de efeito da HA intra-amídala sobre a memória emocional. Para a tarefa de EI, a HA nas doses de 0,5 e 1,0 g induziu prejuízo da evocação da memória emocional mediada pela amídala e evocação estado-dependente para os animais tratados com HA nos dois dias de sessões. / There is evidence that histamine (HA) modulates learning and memory in different types of behavioral tasks, but the exact course of modulation and its mechanisms are controversial. Well known that the amygdala plays an importante role in modulation of emotions. That is able to influence mnemonic processes. The goal of this research was to compare HA microinjected into the amygdala of mice subjected to elevated plus-maze (EPM) or inhibitory avoidance task (IAT) in effects on anxiety-related behavior and emotional memory. For this purpose, male Swiss mice, weighing from 25 and 35g, were bilaterally implanted with guide cannulas. The recovery took from three to five days after surgery, then behavioral tests in the EPM or IAT were performed on two consecutive days. In the first experiment, the animals received microinjections before Trial 1 of salina (SAL) or HA in the amygdala (0.1; 0.5 and 1.0 g by 0.1 l/side volume) and were exposed to EPM for 5 min. 24h later the same protocol was repeated (Trial 2). The second experiment consisted of four sessions in the IAT: Habituation, Training 1 and 2 (interval of 2min between the two; footshock; 0.5mA/3sec) and Test (24h later; without footshock). Mice were microinjected before Training 1 and Test with SAL or HA at the same dose mentioned. The animals were assigned into four groups for each experiment: SAL-SAL, SAL-HA, HA-SAL and HA-HA. The data was analyzed using two-way ANOVA and Duncans tests to the homogeneous data, and Kruskal-Wallis and Wilcoxon to the inhomogeneous distributions. For the tests in the EPM, the percentage of open arm entries (%OAE) were reduced in Trial 2 relative to Trial 1 for SAL-HA and HA-SAL and the percentage of time spent in the open arms (%OAT) also decreased in all groups at the doses of 0.5 and 1.0 g. No significant changes were observed in that measures in Trial 1 compared all groups, an EPM index of anxiety. For the sessions in the IAT, the step-through latency increased in SAL-SAL, HA-SAL and HA-HA on the test day relative to training day, and no statistical differences were observed to SAL-HA group. The latency were increased whith HA infusions pre-trial and pré-test as a condition. Based on our results, the HA intra-amygdala of mice at the doses studied is not involved on the anxiety-like behaviors and mnemonic process in the EPM, but impairs the emotional memory retrieval in the IAT at the doses of 0.5 and 1.0 g. HA intra-amygdala also induces state-dependent emotional memory in those doses for HA-HA group. We suggest that HA is distinctly involved at pathways that mediates anxiety and fear.

O Sistema Neural Histaminérgico tem importante papel na memória emocional, ansiedade e medo, processos com mediação pela amídala. O presente estudo investigou os efeitos da histamina (HA) microinjetada na amídala préexposição/teste de aquisição e/ou pré-reexposição/teste de retenção sobre os comportamentos de camundongos submetidos ao Labirinto em Cruz Elevado (LCE) ou à caixa de Esquiva Inibitória (EI). Para tanto, os animais passaram por cirurgia para implantação bilateral de cânulas-guia 1 mm acima da amídala. Após recuperação, eles receberam infusões centrais bilaterais pré-testes (LCE) ou pré-sessões (EI) de salina (SAL) ou HA nas doses de 0,1; 0,5 e 1,0 g em volume de 0,1 l. Os testes no LCE consistiram na exposição dos camundongos ao aparato (T1) e, após 24 h, na sua reexposição (T2). O número de entradas e tempo total nos braços abertos e suas porcentagens (EBA, TBA, %EBA, %TBA, respectivamente) em T1 foram considerados medidas para inferir ansiedade e em T2 para inferência da memória. As sessões na caixa de EI se iniciaram com a habituação. Após 30 min, os camundongos passaram pelo treino 1, com choque nas patas quando da presença do animal no ambiente escuro. Depois de 2 min, houve o treino 2 e, após 24 h, o teste de retenção com ausência de choque. As latências de transição em direção ao ambiente escuro foram registradas. Ao final, para cada modelo experimental e dose, quatro grupos foram formados: SAL-SAL, SALHA, HA-SAL e HA-HA. A análise estatística incluiu a ANOVA de duas vias e teste post hoc de Duncan. Para distribuições não homogêneas foram utilizados os testes de Kruskal-Wallis e Wilcoxon. O nível de significância adotado foi p0,05. No LCE, houve uma diminuição da %EBA e %TBA durante T2 em relação a T1 para todos os grupos tratados. Na comparação entre grupos em T1, a exploração dos braços abertos não mostrou alterações significativas, indicando que não houve alteração sobre o estado de ansiedade. Na caixa de EI, não houve aumento na latência de transição durante o teste de retenção para os grupos SAL-HA das doses de 0,5 e 1,0 g, em relação aos treinos 1 e 2; porém, no grupo HA-HA essa latência apresentou-se elevada. Para o LCE, houve ausência de efeito da HA intra-amídala sobre a memória emocional. Para a tarefa de EI, a HA nas doses de 0,5 e 1,0 g induziu prejuízo da evocação da memória emocional mediada pela amídala e evocação estado-dependente para os animais tratados com HA nos dois dias de sessões. / There is evidence that histamine (HA) modulates learning and memory in different types of behavioral tasks, but the exact course of modulation and its mechanisms are controversial. Well known that the amygdala plays an importante role in modulation of emotions. That is able to influence mnemonic processes. The goal of this research was to compare HA microinjected into the amygdala of mice subjected to elevated plus-maze (EPM) or inhibitory avoidance task (IAT) in effects on anxiety-related behavior and emotional memory. For this purpose, male Swiss mice, weighing from 25 and 35g, were bilaterally implanted with guide cannulas. The recovery took from three to five days after surgery, then behavioral tests in the EPM or IAT were performed on two consecutive days. In the first experiment, the animals received microinjections before Trial 1 of salina (SAL) or HA in the amygdala (0.1; 0.5 and 1.0 g by 0.1 l/side volume) and were exposed to EPM for 5 min. 24h later the same protocol was repeated (Trial 2). The second experiment consisted of four sessions in the IAT: Habituation, Training 1 and 2 (interval of 2min between the two; footshock; 0.5mA/3sec) and Test (24h later; without footshock). Mice were microinjected before Training 1 and Test with SAL or HA at the same dose mentioned. The animals were assigned into four groups for each experiment: SAL-SAL, SAL-HA, HA-SAL and HA-HA. The data was analyzed using two-way ANOVA and Duncans tests to the homogeneous data, and Kruskal-Wallis and Wilcoxon to the inhomogeneous distributions. For the tests in the EPM, the percentage of open arm entries (%OAE) were reduced in Trial 2 relative to Trial 1 for SAL-HA and HA-SAL and the percentage of time spent in the open arms (%OAT) also decreased in all groups at the doses of 0.5 and 1.0 g. No significant changes were observed in that measures in Trial 1 compared all groups, an EPM index of anxiety. For the sessions in the IAT, the step-through latency increased in SAL-SAL, HA-SAL and HA-HA on the test day relative to training day, and no statistical differences were observed to SAL-HA group. The latency were increased whith HA infusions pre-trial and pré-test as a condition. Based on our results, the HA intra-amygdala of mice at the doses studied is not involved on the anxiety-like behaviors and mnemonic process in the EPM, but impairs the emotional memory retrieval in the IAT at the doses of 0.5 and 1.0 g. HA intra-amygdala also induces state-dependent emotional memory in those doses for HA-HA group. We suggest that HA is distinctly involved at pathways that mediates anxiety and fear.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:50:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-05-27 / A restrição de sono de maneira crônica é uma condição observada por parte da população em geral e esta condição é regida por mecanismos reguladores fisiológicos do sono. Dados do nosso laboratório revelam que animais submetidos ao protocolo de restrição de sono crônica ao longo de 21 dias, com oportunidade de sono de 6h diárias não apresentaram prejuízo de memória. Entretanto, neste estudo a avaliação do desempenho dos animais na tarefa de esquiva inibitória ocorreu apenas na fase clara. Além disso, recentemente, foi demonstrado, que o desempenho dos animais privados de sono (96h) varia de acordo com a fase circadiana em que ocorreu a oportunidade de sono. O objetivo do presente estudo foi investigar a possibilidade da restrição crônica de sono prejudicar o desempenho de ratos na tarefa de esquiva inibitória quando os animais tivessem oportunidade de dormir em diferentes fases circadianas, ou seja, nas fases, clara e escura. Além disso, foi realizado o registro de sono para análise dos padrões de sono durante a fase clara e na fase escura. A restrição de sono crônica foi realizada pelo método das plataformas múltiplas e os animais foram treinados na tarefa de esquiva inibitória. Uma hora após o treino, os animais foram submetidos ao teste. Demonstramos que seis horas de oportunidade de sono (fase clara e escura) não produziu prejuízo no desempenho da tarefa de memória. Entretanto, nós observamos um déficit no desempenho na tarefa de esquiva inibitória após 4h de oportunidade de sono somente na fase escura, ou seja, quando a oportunidade de dormir ocorreu no período de maior atividade dos animais. As análises do padrão de sono revelam que apesar dos animais terem apresentado rebote de sono nos dois momentos circadiano, observamos maior aumento na porcentagem, no número de episódios e na duração média do sono paradoxal durante a fase escura. Quando reduzimos a oportunidade de sono para 3h o prejuízo no desempenho na tarefa de memória já é observado na fase clara. Estes resultados sugerem que a restrição de sono crônica produz prejuízo de memória dependendo da duração da oportunidade de sono, mudanças na duração e no número de episódios de sono paradoxal e da coincidência entre os fatores homeostático e circadiano. / There are numerous studies suggesting that sleep deprivation induce deleterious effects in the rat performance on memory tasks. However, there are but a few studies on the effects of experimental chronic sleep restriction on those tasks. Recently, we observed that rats submitted to a protocol of chronic sleep restriction in which the animals were sleep-deprived for 18h/day and allowed to sleep for 6h in the light phase, during 21 consecutive days, showed no deficits on memory. Here, we investigated the possibility that chronic sleep restriction would impair the performance on the inhibitory avoidance task when rats are allowed to sleep in different circadian phases. Rats were deprived of sleep using the platform method and then trained in a step-through inhibitory avoidance task. One hour after training, the animals were given a retention test. Neither 6h of sleep opportunity (light and dark phase) nor 4h sleep opportunity (light phase) induced impairment on inhibitory avoidance. However, we observed a deficit on performance on inhibitory avoidance task after 4h of sleep opportunity in the dark phase, when there is no coincidence between circadian and homeostatic pressure. Also, 3h of sleep, even in the light phase were not enough to prevent the memory impairment. These results suggest that the memory impairment of sleep deprived rats could be a result of disrupted coincidence between circadian and homeostatic drivers to sleep. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações