Nas últimas décadas o processo da consolidação sistêmica da memória tem sido descrito como um processo de reorganização dependente do tempo, envolvendo redes hipocampais e neocorticais que sustentam o armazenamento e a recuperação da memória. Está bem estabelecido que a memória de medo contextual se mantém dependente do hipocampo para sua evocação logo após o aprendizado, mas ao longo do tempo vai se tornando independente dessa estrutura para sua evocação. Alguns estudos sugerem que a independência hipocampal correlaciona-se com a perda de precisão da memória; no entanto, esta estreita relação ainda não foi bem esclarecida. Estudos prévios de nosso laboratório foram capazes de demonstrar que a consolidação sistêmica é um processo altamente dinâmico ao invés de ser um processo passivo apenas dependente do tempo. Aqui, investigamos se a intensidade do treino e os aprendizados subsequentes preveem a decadência gradual da dependência hipocampal durante a evocação da memória e a qualidade da representação contextual ao longo do tempo. Na primeira parte de nosso estudo, numa tarefa de condicionamento aversivo ao contexto encontramos que uma intensidade de treino forte (8 choques de 1,0 mA) modula o decaimento progressivo da dependência hipocampal e a precisão da memória. O protocolo forte utilizado nesses experimentos acelera a consolidação sistêmica e a generalização da memória. Os mecanismos subjacentes a este efeito se mostraram mediados pela liberação de glicocorticóides e noradrenalina durante o treino. Usando uma abordagem muito semelhante, aprendizados subsequentes foram capazes de produzir os mesmos resultados numa forma dependente da intensidade do treino. Descobrimos que os aprendizados subsequentes fortes (choques de alta intensidade, 0,8 mA) durante o condicionamento aversivo contextual induzem seletivamente a generalização do primeiro aprendizado e mantém a precisão da memória do segundo em um momento especifico do tempo. Este fenômeno foi prevenido pela reativação periódica da memória, que foi efetiva em manter a precisão da memória previamente generalizada. Além disso, esse efeito mostrou-se mediado por mecanismos de reconsolidação. Estes resultados sugerem que os níveis de ativação do estresse durante o aprendizado agem como um interruptor, determinando o destino da qualidade da memória e a dependência hipocampal durante um aprendizado ou durante aprendizados subsequentes. A natureza dinâmica e a função biológica da consolidação sistêmica são discutidos baseados nestas evidências. / In the last decades, systems consolidation has been described as a time-dependent reorganization process involving the neocortical and hippocampal networks underlying memory storage and retrieval. It is well established that contextual fear memory relies on the hippocampus for expression shortly after learning, but it becomes hippocampus-independent at a later time point. Some studies suggest that hippocampal/dependency is correlated to loss of memory precision; however, this close relationship remains elusive. Previous studies of our lab were able to demonstrate that systems consolidation is a very dynamic process directly associated with learning conditions, rather than a merely time-dependent passive process. Here, we investigated whether training intensity and sequential learning modulates the gradual decay of the hippocampal dependency for retrieving memory and the quality of the contextual memory representation over time. In our first set of experiments, we found that training intensity modulates the progressive decay of the hippocampal dependency and memory precision. Strong training intensity accelerates systems consolidation and memory generalization in remarkably matching time periods. The mechanisms underpinning such process are triggered by glucocorticoid and noradrenaline released during training. Using a very similar approach, sequential learning was able to produce the same results in a training intensity-dependent way. We found that sequential learning with high intensity shocks during contextual fear conditioning selectively induces, generalization of the first learning and maintenance of memory precision of the second learning in a specific time-frame. This phenomenon was prevented by periodical memory reactivation which induced greater precision of the previously generalized memory, which also seems to be mediated by reconsolidation. These results suggest that the stress/arousal levels during emotional learning act as a switch, determining the fate of memory quality and hippocampal dependency during single and sequential learning. The dynamic nature and the biological role of systems consolidation are discussed based on this evidence.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2016-04-15T13:15:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337874.pdf: 1944270 bytes, checksum: c709b7290458a8082e6d02d0f2f51df6 (MD5) Previous issue date: 2015 / Introdução: Glicocorticoides são amplamente utilizados na prática clínica. Fisiologicamente há um ritmo circadiano bem definido de secreção de cortisol e um envolvimento na resposta aguda ao estresse. Possuem também, importante papel na autopreservação e na homeostasia do sistema nervoso central. O cérebro possui alta taxa metabólica e as funções neuronais são particularmente sensíveis às disfunções mitocondriais. Há uma falta de estudos do efeito dos glicorticoide sobre a atividade das enzimas da cadeia respiratória mitocondrial (ECRM) em estruturas corticais e límbicas em humanos adultos. A atividade destas enzimas pode ser avaliada com sucesso em amostras congeladas. A cirurgia de epilepsia refratária ao tratamento medicamentoso oferece uma oportunidade ética para estudar o tecido cerebral humano. Cirurgias de epilepsia são realizadas sob parâmetros hemodinâmicos e laboratoriais próximos ao fisiológico, mas não há estudos que analisaram a associação entre esses parâmetros e a atividade das enzimas envolvidas na cadeia respiratória mitocondrial. Métodos: Estudo de 24 indivíduos adultos com diagnóstico de epilepsia do lobo temporal mesial associado à esclerose do hipocampo (ELTM-EH)refratários ao tratamento medicamentoso. Todos foram submetidos a neurocirurgia para controle da doença e durante o ato cirúrgico foram removidas amostras do córtex temporal, da amigdala e do hipocampo. Foram obtidos a história clínica e os parâmetros bioquímicos e hemodinâmicos transoperatórios. Realizado regressão linear múltipla para determinar os parâmetros intraoperatórios associados de forma independente com a atividade das enzimas da cadeia respiratória mitocondrial nas três estruturas cerebrais. Foi avaliado também, o efeito de uma dose única (10 mg endovenoso) de dexametasona sobre as enzimas dos complexos I, II, IV e sobre a atividade da succinato desidrogenase da cadeira respiratória mitocondrial, nos mesmos tecidos, coletados até 4 horas após a infusão do corticoide. Resultados: A atividade das ECRM nas amostras do córtex temporal, amigdala e hipocampo foram diferentemente associadas às médias de saturação de oxigênio, hemoglogina sérica e pressão arterial média. Os intervalos de tempo da última crise convulsiva até o ato cirúrgico, do início da anestesia até a 8 coleta das amostras e a média de tempo de seu armazenamento em freezer também foram associadas com as atividades das ECRM. Após o controle das variáveis clínicas, demográficas, neuroradiológias, hemodinâmicas, bioquímicas e transoperatórias dos pacientes do grupo tratado com dexametasona (n=14) e não tratado (n=10); não foi evidenciado diferenças estatisticamente significativas entre as atividades das ECRM nas amostras analisadas. Conclusão: O controle rigoroso dos parâmetros hemodinâmicos, bioquímicos, tempo de armazenamento das amostras, tempo desde a última crise convulsiva e tempo de anestesia são necessários para minimizar vieses confundidores em estudos com amostras cerebrais de adultos coletados em neurocirurgias eletivas. Em condições cirúrgicas estressantes, uma dose farmacológica única de dexametasona não causou mudanças significativas nas atividades das ECRM no córtex temporal, amigdala e hipocampo de pacientes com ELTM-EH. Os resultados indicam uma resistência natural ou um mecanismo rápido de adaptação das enzimas para o efeito do glicocorticoide em estruturas límbicas e neocorticais destes pacientes. O desenho do estudo não é capaz de concluir sobre o efeito da atividade das ECRM na epileptogênese e ictogenese da ELTM-EH. Os nossos resulta dos são relevantes para entendermos a função mitocondrial cerebral durante estados de estresse agudo em pessoas saudáveis e em pacientes com doenças neuropsiquiátricas.<br> / Abstract : Background: Glucocorticoids are widely used in clinical practice. Physiologically there is a clear circadian rhythm of cortisol secretion and involvement in the acute stress response. It also has an important role in self-preservation and the homeostasis of the central nervous system. The brain has a high metabolic rate and neuronal functions are particularly sensitive to mitochondrial dysfunction. There is a lack of studies of the effect of corticosteroids on the mitochondrial respiratory chain enzymes (MRCE) in cortical and limbic structures in adult humans. The activity of these enzymes can be successfully evaluated in frozen samples. The epilepsy surgery to drug refractory treatment offers an ethical opportunity to study human brain tissue. Epilepsy surgeries are performed under hemodynamic and laboratory parameters close to normal but there are no studies that examined the association between these parameters and the activity of enzymes involved in mitochondrial respiratory chain. Methods: Study of 24 adults with diagnosis of mesial temporal lobe epilepsy related to hippocampus sclerosis (MTLE-HS) refractory to drug treatment. All patients underwent neurosurgery for disease control and during surgery samples were removed from the temporal cortex, the amygdala and the hippocampus. They were obtained medical history and biochemical and intraoperative hemodynamic parameters. Performed multiplelinear regression to determine the intraoperative parameter sindependently associated with the activity of MRCE in three brain estrtuturas. Also evaluated the effect of a single dose (10 mgintravenously) dexamethasone on enzymes complexes I, II and IV and the succinate dehydrogenase activity of mitochondrial respiratory chair, in the same samples, collected up to 4 hours after administration the corticosteroids. Results: The activity of MRCE in samples of temporal cortex, amygdala and hippocampus were associated diferentente the average oxygen saturation, serum hemoglogina and mean arterial pressure. The time intervals of the last convulsive crisis to the surgery, the beginning of anesthesia to the collection of samples and the average time of their storage in freezer were also associated with the activities of MRCE. After controlling for clinical, demographic, neuroradiological, hemodynamic, biochemical and transoperative parameters, patients in the group treated with dexamethasone(n=14) and untreated (n= 11) was not evidenced significant differences between the activities of the MRCE samples. Conclusion: Careful control of hemodynamic parameters, biochemical, storage time of the samples, time since last seizureand anesthetic time are needed to minimize confounding biasesin studies of brain samples of adults collected in electiveneurosurgery. In stressful surgical conditions, a singlepharmacological dose of dexamethasone did not causesignificant changes in activities of the MRCE in the temporalcortex, amygdala and hippocampus of patients with MTLE-EH.The results indicate a natural resistance or a quick adjustmentmechanism for enzymes to the effect of glucocorticoids on limbicand neocortical structures of these patients. The study design isunable to conclude on the effect of the activity of MRCE inepileptogenesis and ictogenesis the MTLE-EH. Our results arerelevant for understanding the brain mitochondrial function during acute stress states in healthy people and in patients with neuropsychiatric diseases.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Farmacologia / Made available in DSpace on 2012-10-26T10:55:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 302493.pdf: 725900 bytes, checksum: 80392b94547b3f8c36f589b2f8556ce4 (MD5) / A depressão é um sério transtorno do humor que acomete grande parte da sociedade atual. O hipocampo é uma das regiões cerebrais que tem sido extensivamente estudada no contexto da depressão e dos transtornos do humor. Sabe-se que os receptores vanilóides de potencial transitório do tipo 1 (TRPV1) estão presentes em diversas regiões cerebrais, incluindo o hipocampo, no entanto, seu possível envolvimento neste processo afetivo ainda não foi investigado. O teste do nado forçado é bastante utilizado para avaliação da atividade antidepressiva de drogas, e se baseia na avaliação dos comportamentos ativos e passivos de ratos quando expostos a este teste. Para testar a hipótese de que os TRPV1 hipocampais influenciam a inibição comportamental, que é uma característica de respostas comportamentais do estresse, o presente trabalho investigou como o bloqueio farmacológico destes canais modificaria o comportamento dos ratos submetidos ao teste do nado forçado. Primeiramente, a expressão destes canais nas camadas CA1-CA3 e giro denteado do hipocampo foi confirmada por um método imuno-histoquímico. Os resultados seguintes mostraram que o bloqueio dos TRPV1 tanto na porção dorsal quanto na porção ventral do hipocampo, quando feito de maneira mais seletiva, aumentou o comportamento de imobilidade observado no teste, potencializando os efeitos prejudiciais de um estresse agudo. Após esta etapa, investigamos se a inativação destas sub-regiões poderia interferir nestes comportamentos. No entanto, não se observou diferenças nos comportamentos avaliados. Desta forma, o presente estudo sugere que o bloqueio dos TRPV1 hipocampais, mas não a inativação das subregiões, potencializou o comportamento de imobilidade de ratos avaliados no teste do nado forçado, um parâmetro comportamental relacionado com a resposta de um estresse agudo e possivelmente também com a depressão. / Depression is a serious mood disorder that affects the society today. The hippocampus is a brain region that has been extensively studied in the context of depression and mood disorders. It is known that the transient receptor potential vanilloid type 1 (TRPV1) is present in several brain regions including the hippocampus, however, a possible involvement in this emotional process has not been investigated yet. The forced swimming test is widely used to evaluate the antidepressant activity of drugs, and is based on the evaluation of passive and active behaviors of rats when exposed to this test. To test the hypothesis that hippocampal TRPV1 influences the behavioral inhibition, which is a characteristic of behavioral responses to stress, this study investigated how the pharmacological blockade of these channels would alter the behavior of rats submitted to forced swimming test. First, the expression of these channels in the CA1-CA3 layers and dentate gyrus of the hippocampus was confirmed by an immunohistochemistry method. The following results showed that blocking TRPV1 in both the dorsal and ventral hippocampus, when done with a more selective drug, increased the immobility behavior observed in this test, increasing the harmful effects of an acute stress. After this step, we investigated whether the inactivation of these sub-regions could interfere with these behaviors. However, no differences were observed in the behaviors assessed. Thus, this study suggests that blocking hippocampal TRPV1, but not the inactivation of the sub-regions, potentiated the immobility behavior assessed in the forced swimming test, related to an acute stress response and possibly also with depression.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T13:01:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339614.pdf: 2590718 bytes, checksum: 1167194006e4630cfa0a4984aba90e64 (MD5) Previous issue date: 2015 / As proteínas cinases ativadas por mitógenos (MAPKs) representam uma família de serina/treonina cinases ativadas por fosforilação em resposta a sinais extracelulares que incluem ERK 1/2, JNK p54/p46 e p38MAPK. No sistema nervoso central (SNC) estas enzimas medeiam eventos associados ao desenvolvimento e neuroplasticidade. No período inicial do desenvolvimento pós-natal ocorrem alterações significativas na estrutura do cérebro e sinalização intracelular. No hipocampo de roedores as MAPKs têm sido apontadas como proteínas fundamentais na modulação do desenvolvimento neural e plasticidade sináptica. Apesar dessas evidências a ontogenia pós-natal das MAPKs em estruturas específicas, bem como o seu papel, em determinadas fases do desenvolvimento, para o estabelecimento de funções motoras e cognitivas no adulto tem sido pouco caracterizada. A compreensão do padrão de ativação das MAPKs durante o neurodesenvolvimento é essencial, uma vez que pequenas alterações na atividade dessas proteínas em janelas específicas do desenvolvimento podem implicar em alterações funcionais tardias. No presente estudo foi determinado, em uma primeira etapa, o perfil ontogenético da fosforilação e conteúdo total das MAPKs no hipocampo de ratos Wistar machos durante o período pós-natal (PN) 1-60. Para isso a fosforilação e o conteúdo total das MAPKs foram avaliados por western blotting nas idades: PN1, PN4, PN7, PN10, PN14, PN21, PN30 e PN60. Os resultados foram expressos como percentual relativo à PN1 e demonstraram: (1) aumento significativo na fosforilação de p38MAPK de forma bimodal em PN4 e PN10-60; (2) aumento na fosforilação de ERK1 (PN4) e ERK2 (PN14) dependente da idade; (3) variação do conteúdo total de JNKp54 com perfil similar ao da ativação de p38MAPK; 4) ausência de variação na taxa de fosforilação de JNK p54/p46 nas idades analisadas. Em uma segunda etapa foi determinado o papel da atividade de ERK 1/2 durante o desenvolvimento em relação às alterações comportamentais, da estrutura sináptica e na proliferação celular hipocampal na vida adulta do animal. Para isso, foi utilizado um protocolo de inibição de MEK/ERK com U0126 (5 mg/kg; i.p.) durante um período crítico de sinaptogênese (PN7-14). Os resultados mostraram que o tratamento com o U0126 foi efetivo, pois foi observado inibição significativa da fosforilação de ERK 1, avaliada no hipocampo em PN7 e 6 h após a administração do inibidor. Adicionalmente, demonstraram que o tratamento com U0126 em PN7-14, quando comparado ao controle (DMSO 1%), tem consequências relevantes na vida adulta dos animais que incluem: (i) modificações na estrutura sináptica no hipocampo em PN30, com diminuição do diâmetro da densidade pós-sináptica e no número de vesículas no terminal pré-sináptico; (ii) danos permanentes na memória de curta duração; (iii) diminuição na proliferação celular analisado pela quantidade de células positivas para Ki-67 no giro denteado do hipocampo; e (iv) aumento na expressão de GFAP no hipocampo dos ratos quando comparado ao grupo controle (DMSO 1%). Em conjunto os resultados mostram a existência de um perfil específico de atividade das MAPKs durante o desenvolvimento pós-natal de ratos e sugerem que alteração da atividade dessas enzimas, por fatores ambientais diversos, podem acarretar alterações funcionais e estruturais permanentes do SNC.<br> / Abstract : The mitogen-activated protein kinases (MAPK) represent a family of serine/threonine kinases activated by phosphorylation in response to extracellular signals that includes ERK 1/2, JNK p54/p46 and p38MAPK. In the central nervous system (CNS), these enzymes mediate events associated with development and neuroplasticity. The early postnatal development is characterized by significant changes in brain structure, and intracellular signaling. In the hippocampus of rodents MAPKs have been identified as key proteins in the modulation of neural development and synaptic plasticity. Despite these evidences, studies characterizing the postnatal ontogeny of MAPKs in specific structures in the early periods of postnatal development in rodents are scarce. Thus, understanding the pattern of MAPK activation during brain development is critical, since minor changes in the activity of these proteins in specific developmental windows can result in later functional disorders. Accordingly, our study initially determined the profile of phosphorylation and total content of MAPKs in the hippocampus of male Wistar rats during the postnatal period (PN) 1-60. In order to target this aim MAPKs were evaluated by western blotting at ages: PN1, PN4, PN7, PN10, PN14, PN21, PN30 and PN60. The results were expressed as percentage related to PN1 and demonstrated: (1) significant increment in phosphorylation of p38MAPK displayed in two peaks one PN4 and a second at PN10-60; (2) age dependent increase in the phosphorylation of ERK1 (PN4) and ERK2 (PN14); (3) change in the total content JNKp54 with similar profile to that of p38MAPK activation; (4) no variation in the content of JNKp46 nether in the rate of phosphorylation of JNK p54/p46 in the ages analyzed. In a second stage we determined the role of ERK 1/2 activity during development regarding changes in synaptic structure, behavioral and cellular proliferation in the adult life. For this, rats were treated in the developmental period PN7-14 with the MEK/ERK inhibitor U0126 (5 mg/kg; ip). The results showed that the treatment with U0126 was effective, since it was detected a significant inhibition of ERK 1 phosphorylation, evaluated at PN7 and 6 h after the administration of the inhibitor. Moreover, the results demonstrated that the treatment with U0126 at PN7-14, as compared to the control (DMSO 1%), bring consequences for adulthood that include: (i) changes in hippocampal synaptic structure at PN30, decreasing the diameter of postsynaptic density and the number of vesicles in the presynaptic terminal; (ii) permanent damage in short term memory; (iii) a decrease in cell proliferation assessed by the number of cells positive for Ki-67 in the dentate gyrus of the hippocampus); and (iv) increased expression of GFAP in the hippocampus of rats compared with the control group (1% DMSO). Taken together the results show a specific profile of MAPKs activity during the postnatal development of rats and suggest that alteration of the activity of these enzymes by environmental factors may cause permanent functional changes in the CNS.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Neurociências. / Made available in DSpace on 2012-10-21T21:54:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 203669.pdf: 395533 bytes, checksum: 0837d2f32df58c8e5356588f0bba5b16 (MD5) / Avaliação da atividade das enzimas antioxidantes catalase, superóxido dismutase, glutationa peroxidase e glutationa redutase e dos níveis de glutationa total e captação de glutamato em fatias de hipocampo de ratos submetidas a glutamato e à privação de glicose/ oxigênio.

Os receptores canabinóides do tipo CB1 estão presentes em grandes quantidades no sistema nervoso central, especialmente no hipocampo, estrutura encefálica essencial para a formação de memórias e local onde o fenômeno eletrofisiológico da potenciação de longa duração (LTP) tem sido mais extensamente estudado. Neste trabalho, estudamos os efeitos da administração intrahipocampal de AM152, um antagonista seletivo para os receptores canabinóides CB1, ou da Anandamida, um agonista canabinóide endógeno, (a) sobre as etapas de aquisição, consolidação e evocação da memória, e (b) sobre a indução da LTP. Nossos resultados mostram que o antagonista CB1 prejudicou a consolidação, porém facilitou a evocação da memória; foi, também, capaz de inibir a indução da LTP. Já o endocanabinóide anandamida facilitou a consolidação da memória. As evidências sustentam um claro envolvimento do sistema CB1 endógeno na modulação dos processos plásticos subjacentes ao processamento do aprendizado e da memória. / CB1 cannabinoid receptors are abundantly present in the brain, with large concentration in the hippocampus, an essential structure for the memory processes and extensively studied in LTP experiments. Here, we have studied the effect of the dorsal hippocampus infusion of the selective CB1 receptor antagonist AM251, or the endogenous cannabinoid anandamide, (a) upon the memory acquisition, consolidation and retrieval of the step-down inhibitory avoidance task in rats, and (b) upon LTP induction. Our results show that AM251 has caused a memory consolidation deficit, but a retrieval facilitation; it has also blocked the LTP induction. The endocannabinoid anandamide, otherwise, has caused a facilitation of the consolidation. Our evidence support a clear role for the CB1 endogenous cannabinoid system in the modulation of plastic events underlying the learning and memory processes.

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 homocistinúria (HHCY) é uma desordem metabólica causada algum tipo de deficiência no metabolismo da metionina, folato ou vitamina B12, resultando no acúmulo tecidual de homocisteína (Hcy) e de metionina. Os pacientes afetados por essa doença apresentam principalmente retardo mental, isquemia cerebral, convulsões e aterosclerose. Vários mecanismos têm sido propostos para explicar a relação entre HHCY e desordens no sistema nervoso, entre eles podemos destacar mecanismos glutamatérgicos, mobilização de Ca+2 e envolvimento de espécies reativas de oxigênio (ROS). Considerando que o citoesqueleto é um importante alvo para a sinalização celular em inúmeras doenças neurodegenerativas, nosso estudo investigou os possíveis efeitos tóxicos da Hcy sobre alguns parâmetros bioquímicos do citoesqueleto neural. Ratos submetidos a um tratamento crônico com Hcy apresentam uma marcada seletividade na alteração da expressão gênica das subunidades dos filamentos intermediários (FIs) estudados, tanto no extrato tecidual total como na fração citoesquelética de hipocampo e córtex cerebral, refletindo uma maior susceptibilidade do hipocampo nessas alterações. Estudos in vitro mostraram que a Hcy 100 e 500 μM, relacionadas a homocistinuria (HHCY) moderada e grave respectivamente, são capazes de causar hiper (Hcy 100 μM) ou hipofosforilação (Hcy 500 μM) das subunidades dos neurofilamentos e da proteina glial fibrilar ácida, FIs do citoesqueleto de neurônios e astrócitos respectivamente. Estes efeitos são dependentes da idade dos ratos e da estrutura cerebral, manifestando-se em hipocampo de ratos de 17 dias de idade. Resultados em fatias de hipocampo mostraram que a ação das duas concentrações de Hcy é mediada por mecanismos dependentes do influxo de Ca2+ por receptores NMDA e por canais de Ca2+ dependentes de voltagem, assim como da liberação de Ca2+ dos estoques intracelulares, enfatizando a alta suscetibilidade e complexidade das vias de sinalização ativadas por Ca2+ no hipocampo. Além disso, estudos morfológicos em astrócitos e células de glioma C6 mostraram que células glias em cultura também são alvo para as ações da Hcy, reorganizando seu citoesqueleto e alterando o sistema fosforilante associado ao mesmo através de mecanismos envolvendo excitotoxicidade, estresse oxidativo e mecanismos glutamatérgicos. Estes estudos mostram que a integridade estrutural do citoesqueleto é da maior importância para o funcionamento neuronal e qualquer distúrbio na dinâmica desta estrutura poderia ativar processos de reparação plástica manifestados como alterações na expressão, localização e metabolismo das proteínas do citoesqueleto. No entanto, os mecanismos através dos quais o desequilíbrio do citoesqueleto é capaz de induzir a disfunção neural ainda não foram esclarecidos e a exata dimensão destas alterações precisa ser determinada. / The homocystinuria (HHCY) is a metabolic disorder caused by deficiency in the metabolism of methionine, vitamin B12 or folate, which leads to tissue accumulation of homocysteine (Hcy) and methionine. Homocystinuric patients usually present mental retardation, cerebral ischemia, seizures, and atherosclerosis. Several mechanisms have been proposed to explain the relationship between HHCY and nervous system disorders, among them we can highlight glutamatergic mechanisms, mobilization of Ca+2 and involvement of reactive oxygen species (ROS). Considering that the cytoskeleton is an important target for cellular signaling in many neurodegenerative diseases, our study investigated the possible toxic effects of Hcy on some biochemical parameters of the neural cytoskeleton. Initially, we demonstrated that rats subjected to chronic model of Hcy showed a marked selectivity in alterations of gene expression, total immunocontent and cytoskeletal fraction of subunits of intermediate filaments (IFs) studied, reflecting a greater susceptibility of the hippocampus in these changes. In vitro studies showed that 100 and 500 μM Hcy associated with moderate and severe HHCY respectively, was able to induced hyperphosphorylation (Hcy 100 μM) and hypophosphorylation (Hcy 500 μM) of neurofilaments subunits and glial fibrillary acidic protein, IFs of neuronal and astrocytic cytoskeleton. These effects are dependentents of age and cerebral structure of rats: hippocampus of 17 day old rats are sensible. Results in slices of hippocampus showed that the action of Hcy is mediated by mechanisms dependent of influx of Ca2+ by NMDA receptors and Ca2+ channels voltage-dependent and release of Ca2+ from intracellular stores, emphasizing the high susceptibility and complexity of signaling pathways activated by Ca2+ in the hippocampus. In addition, glial cells were also target for the actions of Hcy, reorganizing their cytoskeleton and changing the phosphorylation system associated to cytoskeleton through mechanisms involving excitotoxicity, oxidative stress and glutamatergic mechanisms. The cytoskeleton may represent a target to HHCY and your dysfunction can have an important role in neurodegeneration characteristic of the disease. However, the mechanisms by which disruption of the cytoskeleton proteins is able to induce neural dysfunction have not yet been clarified and the exact extent of these changes need to be determined.

Os receptores vanilóides VR1 estão presentes em grandes quantidades no sistema nervoso periférico (SNP) e têm sido amplamente estudados como integradores de estímulos nocivos. A detecção desse sistema vanilóide também no sistema nervoso central (SNC), leva ao questionamento de qual seria o papel fisiológico dos receptores VR1 localizados no encéfalo. No presente estudo, abordamos a função desses receptores no hipocampo, estrutura essencial para a formação de memórias aversivas. Foram estudados os efeitos da administração bilateral intrahipocampal de capsaicina, um agonista vanilóide endógeno e de capsazepina, um antagonista dos receptores vanilóides VR1 sobre a etapa de consolidação da memória avaliando 3 parâmetros comportamentais (a) a tarefa de Esquiva Inibitória (b) a tarefa de Condicionamento Aversivo ao Contexto, e (c) o Labirinto em Cruz Elevado. Nossos resultados mostram que o antagonista VR1, a capsazepina, na concentração de 10µM prejudicou a consolidação da memória somente na tarefa de Condicionamento Aversivo ao Contexto. Não foram observados efeitos na tarefa da Esquiva Inibitória e tampouco no Labirinto em Cruz Elevado, sugerindo que o sistema vanilóide participa nos processos de memória envolvendo componentes mais aversivos e que os fármacos utilizados não produziram efeito sobre a ansiedade ou atividade locomotora dos animais. As evidências sugerem um envolvimento do sistema vanilóide endógeno na modulação da consolidação de memórias com um maior grau de aversividade.

O peptídeo liberador da gastrina (gastrin-releasing peptide, GRP), pertencente à família dos peptídeos semelhantes à bombesina, e seus receptores estão presentes em todo o sistema nervoso central, em particular em áreas límbicas cerebrais como o hipocampo e a amídala, as quais estão envolvidas de forma importante na regulação emocional, na função cognitiva e em transtornos neuropsiquiátricos e neurodegenerativos. Há estudos sugerindo que receptores GRP podem ter um papel na regulação da plasticidade sináptica, de respostas emocionais e da formação da memória. Apesar disso, esse sistema tem sido relativamente pouco estudado quanto a seu papel na função cerebral e não são conhecidos os mecanismos celulares envolvidos na transdução de sinal ativada por receptores GRP no sistema nervoso. Estudos em outros tipos de células sugerem que a ativação de receptores GRP pode levar a uma ativação das vias de transdução de sinal mediadas por proteína cinase C (protein kinase C, PKC) e pela proteína cinase ativada por mitógeno (mitogen-activated protein kinase, MAPK). O envolvimento da via da adenilato ciclase/AMPc/proteína cinase A (protein kinase A, PKA) é controverso. Por outro lado, já está estabelecido que as vias de sinalização da PKC, MAPK e PKA estão envolvidas de forma crucial na formação da memória emocional na área CA1 do hipocampo dorsal. Assim, é possível que a ativação de receptores GRP module a memória através da ativação de uma ou mais dessas vias. No presente trabalho, propomos uma abordagem farmacológica de investigação, utilizamos para isso, um modelo bem estabelecido de memória emocional em roedores, para analisar as interações entre receptores GRP e os eventos biológicos que se seguem à ativação do receptor, ou seja, a ativação de cascatas de sinalização neuronal mediadas por proteínas cinases, na região CA1 do hipocampo dorsal. Ratos Wistar machos foram tratados com uma infusão bilateral de agonista do GRPR, bombesina, no hipocampo dorsal imediatamente após o treino em esquiva inibitória. Doses intermediárias de bombesina induziram uma facilitação, enquanto doses mais altas prejudicaram a retenção da memória medida 24 horas após o treino. A facilitação da memória induzida pela bombesina foi prevenida por infusões pré-treino de um antagonista GRP ou de inibidores de PKC, MAPK ou PKA, mas não por um antagonista do receptor de neuromedina B (NMB). Os resultados indicam que a modulação da consolidação da memória por GRPRs hipocampais depende das vias da PKC, MAPK e PKA. / Gastrin-releasing peptide (GRP), a bombesin-like peptide, and their receptors are gifts in all the central nervous system, particular in cerebral limbic areas as hippocampus and amigdala, which are involved in an important way in the emotional regulation, cognitive function and neurodegenerative and neuropsychiatric disorders. Studies suggest that GRPR can act in synaptic plasticity regulation, emotional answers and memory formation. Although this, this system has been relatively little studied how much its paper in the cerebral function and the involved cellular mechanisms in the transdução of signal are not known activated for receivers GRP in the nervous system. Studies in other cell types suggest that activation of GRPR can active signal transduction pathways mediated by protein cinase C (protein kinase C, PKC) and mitogen-activated protein kinase (MAPK). The envolvement of protein kinase A (PKA) pathways are controversial. Already it is established that PKC, MAPK and PKA signal pathways are involved of crucial form in emotional memory formation in CA1 area of dorsal hippocampus. Thus, it is possible that the activation of GRPR modulates the memory through the activation of one or more than these ways. In present study, we propose an pharmacological investigation, using an established emotional memory model in rodents, to analyze the interactions between GRPRs and the biological events following to the receptores activation in other words, the neuronal sign cascades activation mediated by proteins kinases, in CA1 hippocampus area. Male Wistar rats received bilateral infusions of the GRPR agonist bombesin into the dorsal hippocampus immediately after inhibitory avoidance training. Intermediate doses of bombesin enhanced, whereas a higher doses impaired 24-h memory retention. The bombesin-induced memory enhancement was prefented by pretraining infusions of a GRPR antagonist or inhibitors of PKC, MAPK and PKA, but not a neuromedin B (NMB) antagonist. We conclude that memory modulation by hippocampal GRPRs is mediated by the PKC, MAPK and PKA pathways.