Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Farmacologia, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T23:29:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 290389.pdf: 1207823 bytes, checksum: 9ab30bfd31d02054afc03176ab15d8d5 (MD5) / O medo excessivo é a principal característica dos transtornos de ansiedade. Portanto, é relevante o estudo dos fatores emocionais que possam modificar as respostas defensivas tornando-as inapropriadas durante a recordação de uma memória aversiva previamente estabelecida. Um crescente número de evidências tem demonstrado que a exposição prévia a diversas situações ameaçadoras facilita a aquisição e a fixação de uma memória de medo associativa durante a aquisição, e tais relatos dão suporte à ideia de que o estado emocional negativo resulta em memórias mais resistentes e duradouras. Pouco foi investigado sobre a influência de uma experiência ameaçadora sobre a recordação de uma memória aversiva previamente consolidada. Para testar a hipótese de que uma experiência emocionalmente negativa poderia modificar a evocação e potencializar a expressão da resposta a uma memória condicionada, o presente trabalho utilizou a estimulação química (microinjeção de NMDA) da matéria cinzenta periaquedutal dorsolateral (MCPdl) de ratos com o objetivo de induzir um estado emocional aversivo biologicamente relevante. Tal estimulação foi realizada um dia após o condicionamento e a expressão do medo foi analisada em reexposições subsequentes ao contexto condicionado. Os resultados mostraram que o estado emocional negativo induzido pela estimulação da MCPdl intensificou o traço de memória aversiva quando este traço foi reativado (evocação) um dia, mas não dois, após a estimulação desta área cerebral. No modelo observado, o aumento das respostas defensivas é contingente ao contexto associado já que tal efeito não foi evidente quando os ratos estimulados na MCPdl com NMDA foram colocados em um contexto não-associado. Adicionalmente, não foram observados sinais de generalização uma vez que os ratos expostos à ativação da MCPdl pelo NMDA e reexpostos ao contexto associado não apresentaram aumento das respostas defensivas quando expostos a um novo contexto. Finalmente, o modelo sugere que a potencialização da memória condicionada é duradoura visto que os animais tratados com NMDA exibiram respostas robustas de medo seis dias após a reativação do traço de memória original. / Excessive fear is a main feature of several anxiety-related disorders. Therefore, it is important to study the emotional factors which may modify fear responses during retrieval of an already established fear memory. A growing number of evidence have revealed that prior exposure to diverse threatening situations facilitates the encoding of fear memory during acquisition and such reports support the widespread notion that emotionally arousal results in stronger and long-lasting memories. Few studies investigated the influence of a threatening experience affect the recovery of a previously consolidated fear memory. To test the hypothesis that an emotionally negative experience could modify the retrieval of a memory and potentiate the responses expressed to a fear memory, the present study used the chemical stimulation (microinjection of NMDA) of the dorsolateral periaqueductal gray matter (dlPAG) of rats in order to induce an aversive emotional state biologically relevant. Such stimulation was performed one day after conditioning and the fear expression was analyzed in subsequent reexposures to the conditioned context. The results showed that the negative emotional state induced by the dlPAG stimulation enhanced the fear memory trace when this trace was reactivated (retrieval) one day after this brain area stimulation. In the model observed, the potentiation of fear responses is contingent to the associated context since no potentiation was evident when NMDA stimulated animals were subsequently placed in a non-associated context. In addition, there were no signs of generalization since animals exposed to the NMDA activation and subjected to the paired context showed no freezing increase when they were exposed to a novel context. Finally, the model suggests that the enhancement of fear responses is long lasting since NMDA-treated animals performed a robust fear response six days after memory reactivation.

O medo e a ansiedade são emoções que apresentam claro valor adaptativo, e que tem suas origens nas reações de defesa que os animais exibem em resposta a situações de ameaça que podem comprometer sua integridade física ou sobrevivência. Recentes estudos têm indicado que a matéria cinzenta periaquedutal dorsal (MCPD) está envolvida na organização e expressão de comportamentos intempestivos do tipo fuga e luta, os quais são relacionados ao estado de medo, e também participa, juntamente com estruturas prosencefálicas (ex. córtex pré-frontal, sistema septo-hipocampal e amígdala), do controle de comportamentos defensivos mais elaborados e orientados relacionados à ansiedade. O presente estudo investigou a participação da MCPD na modulação de diferentes comportamentos defensivos (p. ex. fuga, esquiva e avaliação de risco) induzidos por métodos artificial (estimulação química) e naturalístico (exposição ao predador) em camundongos. Na primeira etapa, investigamos o padrão de resposta comportamental induzida pela infusão do ácido D,L-homocistéico (DLH, estímulo aversivo químico) na MCPD em diferentes situações ou ambientes, com e sem grande disponibilidade de espaço - o Mouse Defense Test Battery (MDTB) e a Arena (Experimento 1), respectivamente. Além disso, o presente estudo avaliou a habilidade dos animais de reagirem a estímulos aversivos (predador) durante o período inicial (nos 60 s iniciais) do efeito do ácido DLH (fuga explosiva) (Experimento 3), e imediatamente após esse período, no qual o animal apresente comportamento de congelamento ou imobilidade (Experimento 2). Nossos resultados indicaram que a fuga desencadeada pela estimulação química é a resposta predominante de camundongos e que sua exibição depende da disponibilidade de espaço, uma vez que a maioria dos saltos observados na arena está intimamente relacionada ao contato tátil do animal com as paredes do aparato. Esse perfil de respostas de fuga explosiva e saltos parece não representar o padrão comportamental defensivo natural, tal como acontece diante de uma ameaça proximal (ex. um predador), uma vez que durante a estimulação química os camundongos apresentaram um déficit na estratégia antipredador. A segunda etapa do estudo avaliou os efeitos da injeção intra-MCPD do agonista glutamatérgico ácido N-metil-D-aspártico (NMDA), do inibidor da enzima de síntese do óxido nítrico neuronial (NOSn), N?-propil-L-arginina (NPLA) (Experimento 4), e do agonista não seletivo de receptores do fator de liberação de corticotrofina (CRF), CRF ovino (oCRF) (Experimento 5), no comportamento defensivo de camundongos submetidos ao MDTB e ao teste de exposição ao rato (Rat Exposure Test; RET). Os resultados da segunda etapa demonstraram que a ativação de receptores NMDA na MCPD de camundongos intensifica comportamentos relacionados à esquiva do predador. De maneira interessante, essas alterações produzidas pelo NMDA foram consistentemente revertidas pelo inibidor da NOSn, previamente microinjetado no mesmo sítio. Além disso, efeitos intrínsecos do NPLA atenuaram as respostas de esquiva e de avaliação de risco em camundongos submetidos ao RET. Por fim, os resultados da segunda etapa também apontaram para um efeito proaversivo (nas respostas de salto e de esquiva) do agonista de receptores CRF, indicando uma participação dos sistemas glutamatérgico, nitrérgico e CRFérgico, localizados na MCPD, na modulação de diferentes estratégias defensivas (ex. esquiva, avaliação de risco e saltos) de camundongos submetidos ao confronto com o predador. Em conjunto, nossos resultados corroboram a hipótese de que a MPCD está envolvida tanto na organização e expressão de comportamentos intempestivos do tipo fuga e luta como também no controle de comportamentos defensivos mais elaborados e orientados, tais como a avaliação de risco e a esquiva. / The midbrain dorsal periaqueductal grey (DPAG) is part of the brain defensive system involved in active defense reactions to threatening stimuli. Many lines of evidence suggest that besides fundamentally controlling fear-like responses (fight and flight) the DPAG also controls responses related to anxiety, such as avoidance and risk assessment. This study investigated the role of DPAG on different defensive strategies (i.e. flight, avoidance and risk assessment) elicited by artificial (chemical stimulation, Experiments 1-3) and naturalistic (exposure to predator, Experiments 4 and 5) paradigms in mice. Firstly, D,L-Homocysteic acid (DLH) was infused into the DPAG and behavioral responses of mice were evaluated in two different situations, a rectangular novel chamber and a large oval runway, the Mouse Defense Test Battery (MDTB) apparatus (Exp. 1). We also investigated the ability of mice to react to a threatening stimulus (ex. a predator) during (Exp. 3) and immediately after (Exp. 2) the hyperactive responses (ex. jumping and running) induced by DLH injection. Our results indicated that running as opposed to jumping is the primary response in mice injected with DLH into the DPAG when the environment enables flight. However, mice did not react the predator during the flight reaction induced by chemical stimulation, suggesting the behavioral profile induced by DLH infusion into the DPAG is not related to a normal antipredator flight. In the Experiments 4 and 5, we evaluated the effects of three different compounds, N-methyl-D-Aspartate (NMDA), a NMDA receptor agonist, N?-propyl-L-arginine (NPLA), an neuronal nitric oxide synthase (nNOS) inhibitor as well as ovine CRF (oCRF), a nonspecific corticotropin-releasing factor (CRF) receptor agonist, injected into the DPAG of mice, in two predator-stress situations, the Mouse Defense Test Battery (MDTB), and the Rat Exposure Test (RET). Firstly, our results demonstrated that NMDA receptor activation into the mouse DPAG enhances antipredator reactivity (avoidance), an effect that was attenuated by prior infusion of NPLA into the same site. Moreover, the results from the Experiment 4 indicated that the NPLA treatment per se induces consistent anti-aversive effects on defensive behaviors (avoidance and risk assessment) of mice confronted by predator. Finally, our results pointed out a proaversive effect (e.g. increased jump escapes and avoidance behaviors) following intra-DPAG infusion of oCRF, suggesting an important role of glutamatergic, nitrergic and CRFergic systems into the DPAG on the defensive behaviors (risk assessment, avoidance and jumps) elicited by the confront to the predator. Taken together, present results are compatible with previous studies which have emphasized the role of the periaqueductal gray in the modulation of behavioral responses related to anxiety such as risk assessment and avoidance besides fundamentally controlling fear-like responses.

O medo e a ansiedade são emoções que apresentam claro valor adaptativo, e que tem suas origens nas reações de defesa que os animais exibem em resposta a situações de ameaça que podem comprometer sua integridade física ou sobrevivência. Recentes estudos têm indicado que a matéria cinzenta periaquedutal dorsal (MCPD) está envolvida na organização e expressão de comportamentos intempestivos do tipo fuga e luta, os quais são relacionados ao estado de medo, e também participa, juntamente com estruturas prosencefálicas (ex. córtex pré-frontal, sistema septo-hipocampal e amígdala), do controle de comportamentos defensivos mais elaborados e orientados relacionados à ansiedade. O presente estudo investigou a participação da MCPD na modulação de diferentes comportamentos defensivos (p. ex. fuga, esquiva e avaliação de risco) induzidos por métodos artificial (estimulação química) e naturalístico (exposição ao predador) em camundongos. Na primeira etapa, investigamos o padrão de resposta comportamental induzida pela infusão do ácido D,L-homocistéico (DLH, estímulo aversivo químico) na MCPD em diferentes situações ou ambientes, com e sem grande disponibilidade de espaço - o Mouse Defense Test Battery (MDTB) e a Arena (Experimento 1), respectivamente. Além disso, o presente estudo avaliou a habilidade dos animais de reagirem a estímulos aversivos (predador) durante o período inicial (nos 60 s iniciais) do efeito do ácido DLH (fuga explosiva) (Experimento 3), e imediatamente após esse período, no qual o animal apresente comportamento de congelamento ou imobilidade (Experimento 2). Nossos resultados indicaram que a fuga desencadeada pela estimulação química é a resposta predominante de camundongos e que sua exibição depende da disponibilidade de espaço, uma vez que a maioria dos saltos observados na arena está intimamente relacionada ao contato tátil do animal com as paredes do aparato. Esse perfil de respostas de fuga explosiva e saltos parece não representar o padrão comportamental defensivo natural, tal como acontece diante de uma ameaça proximal (ex. um predador), uma vez que durante a estimulação química os camundongos apresentaram um déficit na estratégia antipredador. A segunda etapa do estudo avaliou os efeitos da injeção intra-MCPD do agonista glutamatérgico ácido N-metil-D-aspártico (NMDA), do inibidor da enzima de síntese do óxido nítrico neuronial (NOSn), N?-propil-L-arginina (NPLA) (Experimento 4), e do agonista não seletivo de receptores do fator de liberação de corticotrofina (CRF), CRF ovino (oCRF) (Experimento 5), no comportamento defensivo de camundongos submetidos ao MDTB e ao teste de exposição ao rato (Rat Exposure Test; RET). Os resultados da segunda etapa demonstraram que a ativação de receptores NMDA na MCPD de camundongos intensifica comportamentos relacionados à esquiva do predador. De maneira interessante, essas alterações produzidas pelo NMDA foram consistentemente revertidas pelo inibidor da NOSn, previamente microinjetado no mesmo sítio. Além disso, efeitos intrínsecos do NPLA atenuaram as respostas de esquiva e de avaliação de risco em camundongos submetidos ao RET. Por fim, os resultados da segunda etapa também apontaram para um efeito proaversivo (nas respostas de salto e de esquiva) do agonista de receptores CRF, indicando uma participação dos sistemas glutamatérgico, nitrérgico e CRFérgico, localizados na MCPD, na modulação de diferentes estratégias defensivas (ex. esquiva, avaliação de risco e saltos) de camundongos submetidos ao confronto com o predador. Em conjunto, nossos resultados corroboram a hipótese de que a MPCD está envolvida tanto na organização e expressão de comportamentos intempestivos do tipo fuga e luta como também no controle de comportamentos defensivos mais elaborados e orientados, tais como a avaliação de risco e a esquiva. / The midbrain dorsal periaqueductal grey (DPAG) is part of the brain defensive system involved in active defense reactions to threatening stimuli. Many lines of evidence suggest that besides fundamentally controlling fear-like responses (fight and flight) the DPAG also controls responses related to anxiety, such as avoidance and risk assessment. This study investigated the role of DPAG on different defensive strategies (i.e. flight, avoidance and risk assessment) elicited by artificial (chemical stimulation, Experiments 1-3) and naturalistic (exposure to predator, Experiments 4 and 5) paradigms in mice. Firstly, D,L-Homocysteic acid (DLH) was infused into the DPAG and behavioral responses of mice were evaluated in two different situations, a rectangular novel chamber and a large oval runway, the Mouse Defense Test Battery (MDTB) apparatus (Exp. 1). We also investigated the ability of mice to react to a threatening stimulus (ex. a predator) during (Exp. 3) and immediately after (Exp. 2) the hyperactive responses (ex. jumping and running) induced by DLH injection. Our results indicated that running as opposed to jumping is the primary response in mice injected with DLH into the DPAG when the environment enables flight. However, mice did not react the predator during the flight reaction induced by chemical stimulation, suggesting the behavioral profile induced by DLH infusion into the DPAG is not related to a normal antipredator flight. In the Experiments 4 and 5, we evaluated the effects of three different compounds, N-methyl-D-Aspartate (NMDA), a NMDA receptor agonist, N?-propyl-L-arginine (NPLA), an neuronal nitric oxide synthase (nNOS) inhibitor as well as ovine CRF (oCRF), a nonspecific corticotropin-releasing factor (CRF) receptor agonist, injected into the DPAG of mice, in two predator-stress situations, the Mouse Defense Test Battery (MDTB), and the Rat Exposure Test (RET). Firstly, our results demonstrated that NMDA receptor activation into the mouse DPAG enhances antipredator reactivity (avoidance), an effect that was attenuated by prior infusion of NPLA into the same site. Moreover, the results from the Experiment 4 indicated that the NPLA treatment per se induces consistent anti-aversive effects on defensive behaviors (avoidance and risk assessment) of mice confronted by predator. Finally, our results pointed out a proaversive effect (e.g. increased jump escapes and avoidance behaviors) following intra-DPAG infusion of oCRF, suggesting an important role of glutamatergic, nitrergic and CRFergic systems into the DPAG on the defensive behaviors (risk assessment, avoidance and jumps) elicited by the confront to the predator. Taken together, present results are compatible with previous studies which have emphasized the role of the periaqueductal gray in the modulation of behavioral responses related to anxiety such as risk assessment and avoidance besides fundamentally controlling fear-like responses.