Tese de Doutorado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde da Universidade do Extremo Sul Catarinense – UNESC, para obtenção do título de Doutora em Ciências da Saúde. / The aim of this study was to analyze the effects of different protocols of physical exercise on behavioral and neurochemical parameters in an experimental model of Parkinson's disease (PD) induced by 6-OHDA. In the first study the animals were randomly divided into four groups (n = 8): Sham, DP, TR (sham + trained) and DP + TR (trained + SD) and the two following studies in six groups (n = 12) : Sham, ST (strength training), TT (treadmill training), DP, ST + PD and TR + PD. Physical training was carried out for 8 weeks and 24 hours after the last exercise session the PD was induced by the administration of 6-OHDA. Seven days after the exposure to 6-OHDA, the animals performed behavioral tests (rotational test, open field and forced swim tests) and euthanized by decapitation. The striatum and hippocampus were surgically removed and processed in a specific buffer for analysis by West Blot of tyrosine hydroxylase (TH), brain-derived neurotrophic factor (BDNF), α-synuclein, sarcoplasmic reticulum Ca2 + ATPase (SERCA II), superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPX), pro-brain-derived neurotrophic factor (pro-BDNF), tyrosine kinase B (TrkB) receptors, nuclear factor kappa B (NF-kB) and 1 -Sirtuin (Sirt1) or to the oxidative damage in lipids (TBARS) and proteins (carbonyl groups). Levels of pro-inflammatory cytokines (TNF-α, IL-1β, IL-17, INF-γ and TGF-β1), complex I activity NO production (nitrite / nitrate)were also measured. In the first study, PD and TPD groups showed a rotational asymmetry and a significant decrease in the level of TH, BDNF, alpha-synuclein, SOD, CAT, and GPX, as well as an increased content of TBARS and carbonyl, as seen in PD group. The TH level was not significantly changed, but the TPD group showed raised levels of BDNF, SERCA II, SOD and CAT and decreased oxidative damage to lipids and proteins. In the second study, animals with PD showed a change in depressive behavior and rotational asymmetry, and when exposed to treadmill and strength training these parameters were decreased,furthermorethe levels of pro-BDNF, BDNF and TrkBin striatum and hippocampus of mice were increased. Additionally, a significant improvement in the complex I, SIRT-1 and TH activity levels were observed in animals exposed to different models of physical training as well as a reduced levels of NF-kB and TNF-α, IL-1β, IL 17, INF-γ and TGF-β in the striatum and hippocampus of mice after the administration of 6-OHDA. Taken together, the results suggest that physical training, regardless of the models used, but under the conditions of intensity, volume and duration used in this study, exerts a neuroprotective effect in hippocampus and striatum of rodents exposed to an experimental model of PD. These results reflect the ability of physical training to modulate the redox state of brain and preserve the content of neurotrophic protein with modulation of inflammatory parameters, which are important for the maintenance of normal brain function. / O objetivo desse estudo foi analisar os efeitos de diferentes protocolos de exercício físico sobre parâmetros comportamentais e neuroquímicos em um modelo experimental de doença de Parkinson (DP), induzido por 6-OHDA. No primeiro experimento os ratos foram randomicamente divididos em 4 grupos (n=8): Sham, DP, TR (sham + treinado), e TR+DP (treinado + DP) e nos dois experimentos seguintes em 6 grupos (n=12): Sham, TF (treinamento de força), TE (treinamento de esteira),DP, TF + DP e TE + DP. O treinamento físico foi realizado durante 8 semanas e a DP foi induzida pela administração de 6-OHDA 24 horas após a última sessão de exercício. Sete dias após a lesão, os animais foram submetidos a testes comportamentais (teste rotacional, campo aberto e nado forçado) sofreram eutanásia por decapitação. O estriado e o hipocampo foram cirurgicamente removidos e processados em tampão específico para análise por Wester blot da tirosina-hidroxilase (TH), fator neutrófico derivado do encéfalo (BDNF), α-sinucleína, retículo sarcoplasmático Ca2+-ATPase (SERCA II), superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa peroxidase (GPX), fator neutrófico derivado do encéfalo imaturo (pró-BDNF), receptores tirosina quinase (TrkB), fator nuclear kappa B (NF-kB) e Sirtuina 1 (Sirt1) ou para o dano oxidativos em lipídeos (TBARS) e proteínas (grupos carbonilas). Níveis de citocinas pró-inflamatórias (TNF-α, IL-1β, IL-17, INF-γ e TGF-β1), atividade do complexo I e produção de NO (nitrato/nitrito) também foram mensurados. No primeiro estudo, os grupos DP e TR+DP mostraram uma assimetria rotacional e uma redução significativa do nível de TH, BDNF, alfa-sinucleína, SOD, CAT, e GPX, bem como um aumento no conteúdo de TBARS e grupos carbonilas, tal como observado no grupo DP. O nível TH não foi significativamente alterado, mas o grupo TR+DP elevou os níveis de BNDF, SERCA II, SOD e CAT e diminuiu o dano oxidativo em lipídeos e proteínas. No segundo estudo, os animais com DP apesentaram uma alteração no comportamento tipo depressivo e assimetria rotacional, e quando submetidos aos treinamentos de esteira e força, estes parâmetros foram diminuídos além de aumentar os níveis de pró-BDNF, BDNF e TrkB, no estriado e hipocampo de camundongos. Adicionalmente, uma melhora significativa na atividade do complexo I, SIRT-1 e níveis de TH foram observados nos animais expostos aos diferentes modelos de treinamento físico, bem como, uma redução nos níveis de NF-kB e TNF-α, IL-1β, IL-17, INF-γ e TGF-β1 no estriado e hipocampo de camundongos após a administração de 6 OHDA.Tomados em conjunto, os resultados obtidos sugerem que o treinamento físico, independente dos modelos utilizados, mas sob as condições de intensidade, volume e duração estabelecidos nesse estudo, exerce um efeito neuroprotetor no hipocampo e estriado de roedores expostos a um modelo experimental de DP. Possivelmente esses resultados, decorrem da capacidade que o treinamento físico demonstrou em modular o estado redox cerebral e preservar o conteúdo de proteínas neurotróficas com consequente modulação dos parâmetros inflamatórios, as quais são importantes para a manutenção da função cerebral normal.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:23:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5867.pdf: 1486615 bytes, checksum: 0a85e93730cb59d4807cbd9d87c92363 (MD5) Previous issue date: 2014-05-23 / Universidade Federal de Minas Gerais / In this work, a new minimally invasive (ICPmi) and an invasive (ICPi) intracranial pressure (ICP) monitoring methods were used to evaluate intracranial pressure behavior in chronic epileptic rats, induced by the experimental model of pilocarpine. Using adult Wistar rats after three months from pilocarpine induced status epilepticus or control procedures, animals underwent a procedure for magnetic resonance imaging acquisition in order to verify volumetric changes in the hippocampal regions. Then, their ICPs were monitored simultaneously for 1 h using ICPmi and ICPi methods, followed by Neo-Timm histological processing of their brains after a week. Analyses consisted of spontaneous recurrent seizures (SRSs) frequency quantification for the pilocarpine group; and for both groups, volume determination of the hippocampal regions using MRI techniques, short-time Fourier transform for ICPi and spectral frequency determinations for ICPmi and ICPi, and mossy fiber sprouting presence verification. Spectral frequency analysis demonstrated a correspondence between ICPmi and ICPi in the frequency domain for both groups. For short-time Fourier transform analysis, oscillations along monitoring time in the ICP frequency were noticeable for the epileptic compared with the control animals. SRSs frequency quantification for the chronic epileptic animals showed an increasing number of seizures along experimental time. Tissue volume measurements for rostral, caudal and total hippocampus showed statistically significant reductions in the pilocarpine group compared to the control. All animals from the epileptic group presented mossy fiber sprouting in comparison with the control group. ICP characteristics of individuals with epilepsy are not elucidated in the literature, since there are few studies associating these two important neurological factors. This work is intended to provide a preliminary experimental approach to these topics of major public health importance. / Neste trabalho, o comportamento da pressão intracraniana em ratos epilépticos crônicos induzidos pelo modelo experimental de pilocarpina foi avaliado por meio de um novo método minimamente invasivo e outro invasivo. Ratos Wistar adultos após três meses de indução ao status epilepticus ou procedimentos controle foram submetidos a um processo para a aquisição de imagens de ressonância magnética, a fim de verificar alterações volumétricas nas regiões hipocampais produzidas pelo modelo da pilocarpina. Posteriormente a estes procedimentos, os animais foram monitorados simultaneamente por uma hora com os métodos de monitoramento da pressão intracraniana minimamente invasivo e invasivo, e após uma semana, submetidos a perfusão e processamento histológico de seus encéfalos para a técnica de neo-Timm. As análises consistiram da quantificação da frequência de crises espontâneas e recorrentes para o grupo pilocarpina; e para ambos os grupos, determinação do volume das regiões hipocampais, transformada de Fourier de tempo curto para os dados obtidos com o método invasivo, determinação do espectro de frequências para os dados obtidos com os métodos minimamente invasivo e invasivo, e verificação da presença de brotamento de fibras musgosas. A análise do espectro de frequências demonstrou uma correspondência no domínio da frequência para ambos os grupos para os dois métodos de monitoramento da pressão intracraniana utilizados. Em relação à análise da transformada de Fourier de tempo curto, foram observadas oscilações ao longo do tempo de monitoramento quanto às frequências da pressão intracraniana nos animais epilépticos em comparação com os controles. A quantificação de frequência de crises para os animais epilépticos crônicos apresentou um número crescente ao longo do tempo experimental. A volumetria hipocampal mostrou reduções estatisticamente significativas no grupo pilocarpina em comparação com o controle. Todos os animais epilépticos utilizados neste estudo apresentaram brotamentos de fibras musgosas quando comparados ao grupo controle. O comportamento da pressão intracraniana em indivíduos com epilepsia não está elucidado na literatura, uma vez que existem poucos estudos associando esses dois importantes fatores neurológicos. Este trabalho vem colaborar com esta questão, na tentativa de fornecer uma abordagem experimental introdutória a estes temas de grande importância para a saúde pública.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Uma questão particularmente relevante é o fato de exposições precoces a drogas de abuso durante o desenvolvimento potencialmente aumentarem a susceptibilidade a estas drogas posteriormente durante o desenvolvimento. No presente estudo utilizando estudos comportamentais e eletrofisiológicos, investigamos efeitos tardios da exposição de camundongos à fumaça de cigarro, à nicotina e ao etanol durante o período que corresponde à gestação em humanos. Para tal, esta tese foi dividida em 2 estudos. No Estudo 1, submetemos camundongos durante o período que corresponde à gestação de humanos à fumaça de cigarro e/ou etanol visando investigar se a estas drogas de abuso, separadamente ou quando combinadas, programam maior susceptibilidade aos efeitos da nicotina durante a adolescência (PN30) ou idade adulta (PN90). Para avaliar a susceptibilidade, utilizamos 3 testes: campo aberto (CA), preferencia pela nicotina (PPN) e preferencia condicionada por lugar (CPP). No Estudo 2, os animais foram expostos a nicotina durante o período gestacional e, no período que corresponde à infância (PN9 a PN20), fatias de cérebro contendo o núcleo tegumental laterodorsal (LDT) foram expostas a etanol. Este núcleo foi escolhido uma vez que estudos recentes indicam sua participação em mecanismos de toxicodependência. Foram realizados registros eletrofisiológicos de uma única célula. No Estudo 1, identificamos maior sensibilidade para os efeitos da reexposição à nicotina na adolescência quando comparada com a idade adulta . Em animais testados no CA durante a adolescência, a nicotina foi capaz de causar aumento da atividade locomotora nos animais controle, previamente expostos à fumaça de cigarro e ao etanol. Contudo, em animais expostos à fumaça combinada com etanol, não houve aumento da locomoção. Na idade adulta, a nicotina causou um aumento da atividade locomotora no CA somente nos animais expostos à fumaça de cigarro. Quanto ao CPP, a exposição prévia à fumaça de cigarro e ao etanol causaram aumento da resposta condicionada à nicotina em fêmeas adolescentes. Nos animais previamente expostos à combinação entre fumaça de cigarro e etanol, a resposta condicionada à nicotina não atingiu significância estatística. Não houve alterações na idade adulta. A exposição a fumaça de cigarro e/ou etanol não afetou a PPN. No Estudo 2, os dados eletrofisiológicos mostraram que a exposição pré-natal à nicotina foi capaz de alterar as correntes de despolarização basais e o potencial de repouso de células do LDT A nicotina também foi capaz de alterar as respostas deste núcleo ao etanol reduzindo as correntes de despolarização e aumentando, embora que não de forma significativa, as correntes inibitórias. De acordo com estes dados, injurias causadas pela exposição à fumaça do cigarro, à nicotina isoladamente, e ao etanol durante o desenvolvimento são capazes de perdurar por um logo tempo na vida do individuo, alterando as respostas a comportamentais e celulares a uma exposição tardia à nicotina e ao etanol. / Particularly relevant is the fact that early exposure to drugs of abuse during development potentially increases drug susceptibility later during development. In the present study we used mice models to investigate postnatal behavioral and electrophysiological effects of exposure to cigarette smoke, nicotine and ethanol during the period that corresponds to pregnancy in humans. To this end, this thesis was divided into two studies. In Study 1, we submitted mice to cigarette smoke and / or ethanol in order during the period that corresponds to human pregnancy to investigate whether these drugs of abuse, alone or when combined, programs increased susceptibility to the effects of nicotine during adolescence (PN30) or adulthood (PN90). To evaluate susceptibility, we use three tests: open field (OF), preference for nicotine (PFN) and conditioned place preference (CPP). In Study 2, the animals were exposed to nicotine during pregnancy and, in the period corresponding to childhood (PN9 to PN20), brain slices containing the laterodorsal tegmental nucleus (LDT) were exposed to ethanol. This nucleus was chosen based on recent studies that indicate that it participates in mechanisms of addiction. Whole cell patch clamp recordings were performed. In Study 1, a higher sensitivity to the effects of nicotine exposure was identified during adolescence when compared to adulthood. In animals tested in the OF during adolescence, nicotine was able to cause an increase in locomotor activity in controls, in mice previously exposed to cigarette smoke, and in those exposed to ethanol. However, nicotine failed to increase locomotion in mice previously exposed to smoke combined with ethanol. In adulthood, nicotine caused an increase in OF locomotor activity only in animals exposed to cigarette smoke. In the CPP, previous exposure to cigarette smoke, and to ethanol caused an increase of the conditioned response to nicotine in adolescent females. In animals previously exposed to the combined cigarette smoke and ethanol, the conditioned response to nicotine did not reach statistical significance. There were no changes in adult mice. Exposure to cigarette smoke and / or ethanol did not affect the PFN. In Study 2, electrophysiological data have shown that prenatal exposure to nicotine alters the pattern of basal and depolarization of the resting potential of cells LDT. Nicotine was also able to change the answers this core ethanol reducing and increasing depolarization currents, although not significantly inhibitory currents. According to these data, injuries caused by exposure to cigarette smoke, nicotine alone, and ethanol during development persist during postnatal development, changing the behavioral and cellular responses to a late exposure to nicotine and ethanol.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Ethanol consumption during gestation is a serious public health problem. During development, the nervous system is particularly susceptible to the toxic effects of ethanol and, in fact, ethanol exposure during perinatal development produces a range of neurobehavioral deficits, among which hyperactivity is one of the most frequently observed. There is evidence that reduced neuronal plasticity could be associated with hiperactivity. PDE inhibitors are drugs that prevent the breakdown of intracellular second-messengers such as cAMP and cGMP, maintaining the activation of protein kinases and of the CREB transcription factor, leading to the expression of plasticity-related genes. In this study we test whether Vinpocetine or Rolipram (PDE inhibitors) treatment can improve or revert hyperactivity in Swiss exposed to alcohol during the third trimester equivalent of human gestation. To that end, two experiments were carried out: In the first one, from postnatal day (PN) 2 to PN8, litters either received ethanol (5g/Kg i.p., 25% in saline solution) or an equivalent volume of saline solution every other day. On PN30, 4 h before the open field test (which lasted for 10 min) animals received Vinpocetine (10mg/Kg or 20mg/Kg diluted in DMSO i.p.) or dimethylsulfoxide (DMSO i.p.). In the second experiment animals were treated almost as before receiving Rolipram (0.5mg/Kg diluted in DMSO i.p.), instead of Vinpocetine, or DMSO i.p. After the tests, animals were sacrificed and frontal cerebral cortices and hippocampuses were dissected and collected for the analysis of cAMP levels. Behavioral results showed that only the Vinpocetine treatment (20mg/Kg) reversed the ethanol-elicited hyperactivity, a result that was not observed for the Rolipram treatment. In this way, the dosage of cAMP levels was done only for the animals that received received Vinpocetine (20mg/Kg). Ethanol neonatal exposure significantly reduced cAMP levels both in the cortex and in the hippocampus. Vinpocentine treatment increased cAMP levels in the cortex and restored it in the hippocampus. Our results suggest that the amelioration of the ethanolinduced hyperactivity by Vinpocetine is linked to an increased neuronal plasticity induced by this drug. / O consumo de etanol durante a gestação é um grave problema de saúde pública. Durante o desenvolvimento, o sistema nervoso é especialmente susceptível aos efeitos tóxicos do etanol e a exposição ao etanol durante este período pode gerar um amplo espectro de distúrbios neurocomportamentais, sendo o mais frequente, a hiperatividade. Recentemente, estudos têm sugerido que distúrbios na plasticidade neuronal podem estar relacionados com a hiperatividade. Os inibidores de PDE são drogas que agem impedindo a degradação de segundos mensageiros celulares como AMPc e GMPc, mantendo a ativação de proteínas quinases e de fatores de transcrição como o CREB, levando a expressão de genes relacionados à plasticidade. Neste trabalho, avaliamos através do teste de campo aberto se a administração de Vinpocetina ou Rolipram (inibidores de PDE) seria capaz de amenizar ou reverter a hiperatividade de camundongos Suíços expostos ao etanol no período correspondente ao terceiro trimestre de gestação humana. Para tanto, foram realizadas duas etapas: na primeira etapa, durante o período neonatal, os animais receberam injeções intraperitoneais de etanol (5g/Kg em solução salina a 25%, no 2, 4, 6 e 8 dias de vida pós-natal - PN2 a PN8) ou de salina, e 4 horas antes do teste comportamental no campo aberto (10 min), em PN30, receberam Vinpocetina (10mg/Kg ou 20mg/Kg diluídas em DMSO ip) ou somente DMSO ip. Na segunda etapa, os animais foram expostos ao etanol ou à salina no período neonatal nas mesmas condições da primeira etapa e no dia do teste comportamental receberam Rolipram (0,5mg/Kg diluídas em DMSO ip ou somente DMSO ip). Posteriormente aos testes, foram coletados o córtex cerebral frontal e o hipocampo dos animais para avaliação dos níveis de AMPc. Os resultados comportamentais indicam que somente o tratamento com Vinpocetina (20mg/Kg) reverteu a hiperatividade de camundongos expostos ao etanol, resultado que não foi observado com o tratamento com Rolipram. Desta forma, a dosagem dos níveis de AMPc foi realizada apenas nos animais que receberam injeção de Vinpocetina (20mg/Kg). A exposição neonatal ao etanol reduziu significativamente os níveis de AMPc no córtex e no hipocampo. O tratamento com Vinpocetina gerou um aumento nos níveis de AMPc no córtex e restaurou estes níveis no hipocampo. Nossos resultados sugerem que a reversão da hiperatividade pelo tratamento com Vinpocetina pode estar associada ao aumento da plasticidade neural induzida por esta droga.

Temperamento é hereditário e relativamente estável no padrão de emoções básicas tais como medo e raiva. Nós exploramos traços de temperamento em camundongos para selecionar fenótipos distintos com extremos de temperamento. Em um ambiente novo (campo aberto) com objeto central, dois grupos de 15 animais a partir de 79 foram selecionados e separados de acordo com alta e baixa exploração do objeto para compor os grupos de alto e baixo exploradores, respectivamente. O desempenho destes animais foi idêntico no mesmo teste uma semana depois e se manteve distinto oito meses depois, sugerindo a presença de traços de temperamento. Estes camundongos foram posteriormente testados em outras tarefas comportamentais. Comparados aos baixo exploradores, os camundongos alto exploradores foram menos ansiosos no claro-escuro e no labirinto em cruz elevado, mostraram aumento na locomoção no campo aberto, apresentaram melhor desempenho no decorrer dos testes do Labirinto de Lashley (estímulo apetitivo) e tiveram alta latência para descer da plataforma no teste de esquiva inibitória (estímulo aversivo). Camundongos alto exploradores se mostraram agressivos no teste de intruso, enquanto que os baixo exploradores se mostraram passivos ou submissos. Estes resultados mostram que diferenças individuais no temperamento influenciam grande parte dos comportamentos em camundongos. Esse perfil comportamental dos camundongos alto e baixo exploradores se assemelha a temperamentos depressivos e hipertímicos de pacientes com depressão unipolar e bipolar.

O estresse neonatal leva a alterações comportamentais e neuroquímicas na vida adulta, como menor reatividade ao estresse e aumento da expressão de receptores glicocorticóides no hipocampo. Entretanto, o efeito do estresse neonatal no comportamento alimentar foi pouco estudado. O principal objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento alimentar de ratos submetidos à separação materna no período neonatal, e verificar se havia alteração no estado emocional destes animais que pudesse ser correlacionada com a ingestão de alimentos palatáveis. Ninhadas foram divididas em grupos de ratos intactos, separados da mãe (incubadora a 37°C, 10 min/dia) e com estimulação tátil (estímulo pela mão do experimentador, de forma ântero-posterior no dorso, 10 min/dia), durante os dias 1 a 10 pós-natal, tendo seu comportamento analisado na vida adulta. Ratos que sofreram estresse neonatal (separação materna ou estímulo tátil) apresentam maior consumo de alimentos palatáveis como o doce e o salgado na vida adulta, sem alteração na ingestão de ração padrão ou no consumo de soluções doces e salgadas. Este efeito é persistente até idades mais avançadas. Além disso, estes animais não apresentam alterações em testes comportamentais para verificar ansiedade como o labirinto em cruz elevada, claro-escuro e campo aberto. Da mesma forma, o aumento do consumo de doce não é revertido por diazepam antes do teste. Logo, o estresse neonatal modifica o padrão de preferência alimentar de ratos na vida adulta, e este comportamento não parece ser relacionado a um estado de ansiedade alterado nestes animais. É possível que outros mecanismos de saciedade e recompensa estejam envolvidos.

A habilidade de se preparar para futuros eventos é essencial para o comportamento. No presente trabalho, investigamos como diferentes formas de expectativa temporal podem modular o processamento de estímulos sensoriais. Por meio de 4 experimentos psicofísicos, sendo 2 com registro eletroencefalográfico (EEG) concomitante, nós estudamos o efeito da ação motora voluntária e da expectativa temporal em diferentes estágios do processamento sensorial. Nossos resultados sugerem que mecanismos ligados à preparação motora influenciam a percepção temporal das consequências desta ação. Além disso, nossos resultados mostraram que a atenção temporal pode modular estágios motores e sensoriais do processamento. Em conjunto, nossos resultados sugerem que expectativas temporais podem influenciar diferentes estágios do processamento principalmente por meio do controle de excitabilidade cortical de regiões do sistema nervoso central ligadas àquela tarefa. / The ability to anticipate future events is essential for behavior. On the present work, we investigated how different forms of temporal expectations can modulate stimuli processing. In four psychophysical experiments (two of them with EEG) we studied how voluntary action and temporal attention can influence processing at different stages. Our results suggest that mechanisms related to motor preparation can bias the temporal perception of the consequences of this action. Moreover, we found that temporal attention can modulate perceptual and motor stages of stimulus processing. Altogether, our results suggest that temporal expectations can influence different levels of target processing, mainly by controlling cortical excitability of task-relevant regions of the central nervous system.

Tese (livre docencia) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-20T07:54:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rocha_ArmandoFreitasda_LD.pdf: 8929708 bytes, checksum: 9976fd4813cd920250bfddd8ed3a4d42 (MD5) Previous issue date: 1981 / Resumo: Não informado. / Abstract: Not informed. / Tese (livre docencia) - Univer

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-07-03T17:17:01Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_PlasticidadeAumentadaCortex.pdf: 1682471 bytes, checksum: 7b3a3251458932de5ea61c39b9ab361e (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-07-04T14:15:20Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_PlasticidadeAumentadaCortex.pdf: 1682471 bytes, checksum: 7b3a3251458932de5ea61c39b9ab361e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-04T14:15:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_PlasticidadeAumentadaCortex.pdf: 1682471 bytes, checksum: 7b3a3251458932de5ea61c39b9ab361e (MD5) Previous issue date: 2016-11-01 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / No processo de envelhecimento, há uma diminuição natural na plasticidade no Sistema Nervoso Central (SNC). Algumas regiões cerebrais podem ser particularmente afetadas pelo envelhecimento, como o córtex pré-frontal (CPF), que possui um papel fundamental nas funções executivas, incluindo atenção, flexibilidade cognitiva, memória de trabalho, tomada de decisão, etc. O declínio na plasticidade do CPF e do SNC como um todo pode ser atribuído principalmente pelo aparecimento de estruturas chamadas redes perineurais (RPNs) que envelopam o corpo celular e dendritos de classes específicas de neurônios. As RPNs são estruturas de matriz extracelular consistindo de proteoglicanos de sulfato de condroitina, ácido hialurônico, proteínas de ligação e tenascina, e estão envolvidos no controle da plasticidade cortical e também no encerramento do período crítico. Contudo, têm-se mostrado que a degradação das RPNs pela enzima Condroitinase ABC (ChABC) restaura formas juvenis de plasticidade no cérebro adulto por liberar os freios da plasticidade. O objetivo do presente trabalho é caracterizar o curso temporal da formação e desenvolvimento das RPNs no córtex pré-frontal medial (CPFm) de ratos. As RPNs foram marcadas com a lecitina Vicia villosa, que se liga a cadeias de glicosaminoglicanos presentes nas RPNs. Além disso, verificamos se a digestão localizada das RPNs no CPFm através da injeção de ChABC é capaz de abrir um novo período crítico de plasticidade e facilitar o desempenho em testes de função executiva (memória operacional). Os resultados mostraram que as RPNs no CPFm começam a surgir aos 20 DPN e amadurecem progressivamente até os 75-90 DPN. Formas exclusiamente maduras de RPNs foram observadas em animais com 5 meses de idade. Além disso, os resultados mostraram que a remoção enzimática das RPNs com ChABC promoveu melhoras no aprendizado dos testes de função executiva. / Aging is associated with decreasing brain plasticity, especially after the closure of the critical periods of plasticity (a sensitive limited period in life of elevated brain plasticity). Some brain regions may be particularly affected by aging, such as prefrontal cortex (PFC), which has a key role in the organization of higherorder cognitive aspects, the executive functions, including attention, set-shifting, working memory, decision making, etc. Decline of plasticity in the PFC and the brain is attributed mainly to the appearance of a structure called perineuronal net (PNNs) which enwraps the cell body and dendrites of many classes of neurons. PNNs are extracellular matrix structures consisting of chondroitin sulfate proteoglycans, hyaluronan, link proteins and tenascin, and are involved in the control of experience-dependent cortical plasticity and the closure of critical periods. Degradation of PNNs with the enzyme Chondroitinase ABC (ChABC) restores juvenile forms of plasticity in the adult brain. Here, we examined the developmental time course of PNN formation in the medial PFC (mPFC) of male rats ranging in age from the seventh postnatal day (PND) to 11 months. We used the lectin Vicia villosa agglutinin that binds to glycosaminoglycan chains present in the PNNs. We also investigated whether the digestion of PNNs by bilateral injection of ChABC in the mPFC may open a new window of increased plasticity in adult rats, evaluated by two executive function tests: object recognition and spontaneous alternation. We found that immature PNNs were observed in PND 20 animals, but mature PNNs were seen only after PND 75-90 and a mature form appeared around 5 months of age. In addition, our results showed that enzymatic PNN removal promoted a significant increase in performance in the ChABC-treated animals in both behavioral tests. The present study reveals for the first time the temporal development of PNN formation in the rat mPFC. We also show that the degradation of PNNs with ChABC not only promotes plasticity but also potentiates cognitive abilities in adult animals.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseCAFA.pdf: 1360351 bytes, checksum: f9a8b213446d5e57067b0b41246f520b (MD5) Previous issue date: 2006-06-20 / Universidade Federal de Minas Gerais / Water and NaCl intake is strongly inhibited by the activation of α2-adrenergic receptors with clonidine or moxonidine (α2-adrenergic/imidazoline agonists) injected peripherally or into the forebrain and by serotonin and cholecystokinin into the lateral parabrachial nucleus (LPBN), a pontine structure. Serotonergic and cathecolaminergic neurons are present in the projection from AP/NTS to the LPBN and the presence of α2- adrenergic sites in the LPBN has been shown. The aim of the present study was to investigate the possible involvement of α2-adrenergic receptors of the LPBN in the control of water and 0.3 M NaCl intake induced by the treatment with subcutaneous furosemide (FURO, 10 mg/kg of body weight) + captopril (CAP, 5 mg/kg of body weight) and also during cellular dehydration induced by intragastric 2 M NaCl load (2 ml). In addition, the possible interaction between α2-adrenergic receptors and serotoninergic, GABAergic or opioidergic mechanisms in the LPBN to control of water and 0.3 M NaCl intake was also investigated. Male Holtzman rats with cannulas implanted bilaterally in the LPBN were used. Contrary to forebrain injections, bilateral LPBN injections of moxonidine produced a strong and surprising increase in FURO + CAP-induced 0.3 M NaCl intake and a small increase in water intake, without change mean arterial pressure and heart rate or FURO + CAP-induced c-fos expression in forebrain areas related to the control of fluid-electrolyte balance. Prior injections of RX 821002 (α2-adrenergic antagonist, 10 and 20 nmol/0.2 µl) abolished the effect of moxonidine (0.5 nmol) on 0.3 M NaCl intake. Bilateral injections of moxonidine (0.5 nmol/0.2 µl) into the LPBN also induced a strong ingestion of 0.3 M NaCl intake, without changing water intake in rats with increased plasma osmolarity. However, moxonidine into the LPBN in satiated rats not treated with 2 M NaCl produced no change on 0.3 M NaCl intake. The activation of the LPBN α2-adrenoceptors inhibited the LPBN serotonergic inhibitory mechanism involved in the control of water and NaCl intake, and the increase in FURO+CAP-induced sodium intake produced by the activation of the α2-adrenergic receptors in the LPBN was partially dependent on GABAergic or opioidergic mechanisms in the LPBN. In rats submitted to the taste reactivity test to oral infusions of a 0.3 M sodium solution, the blockage serotonergic receptors into the LPBN enhanced positive hedonic taste reactivity patterns. In conclusion, previous and present results indicate opposite roles for α2-adrenergic receptors in the control of sodium and water intake according to their distribution in the rat brain. The α2-adrenergic activation into the LPBN produces a potent increase in hypertonic sodium intake during extracellular and cellular dehydration. These effects of α2-adrenergic activation into the LPBN is possibly due to the inhibitory serotoninergic mechanisms blockage into the LPBN and at least part of these effects is also dependent of an interaction with GABAergic and opioidergic mechanisms into the same area. Finally, the blockade of serotonergic receptors in the LPBN can enhance sodium palatability thus contributing to the increase in sodium intake during cell dehydration. / A ingestão de água e de NaCl 0,3 M é fortemente inibida pela ativação de receptores adrenérgicos α2 com clonidina ou moxonidina (agonistas de receptores adrenérgicos α2/imidazólicos) injetadas perifericamente ou em áreas prosencefálicas, ou pela serotonina e colecistocinina no núcleo parabraquial lateral (NPBL), estrutura bilateral localizada na ponte. Neurônios serotoninérgicos e catecolaminérgicos estão presentes nas projeções da área postrema e núcleo do trato solitário para o NPBL e a presença de receptores adrenérgicos α2 no NPBL já foi demonstrada. O objetivo do presente estudo foi investigar o possível envolvimento dos receptores adrenérgicos α2 do NPBL no controle da ingestão de água e de NaCl 0,3 M induzida pelo tratamento com furosemida (FURO, 10 mg/kg de peso corporal) + captopril (CAP, 5 mg/kg de peso corporal) subcutaneamente e durante desidratação celular, induzida pela sobrecarga intragástrica de NaCl 2 M (2 ml). Além disso, também foi investigada a possível interação entre os receptores adrenérgicos α2 e os mecanismos serotoninérgicos, GABAérgicos e opioidérgicos do NPBL no controle da ingestão de água de NaCl 0,3 M. Foram usados ratos Holtzman com cânulas implantadas bilateralmente em direção ao NPBL. Contrariamente aos efeitos produzidos pelas injeções prosencefálicas, as injeções de moxonidina (0,1; 0,5 e 1,0 nmol/0,2 µl) produziram um forte e surpreendente aumento da ingestão de NaCl 0,3 M induzida por FURO + CAP, e um pequeno aumento da ingestão de água, sem alterações cardiovasculares e da expressão da proteína c-fos em áreas prosencefálicas envolvidas no controle do equilíbrio hidroeletrolítico. Injeções prévias de RX 821002 (antagonista de receptores adrenérgicos α2, 10 e 20 nmol/0,2 µl) aboliram o efeito da moxonidina (0,5 nmol) sobre a ingestão de NaCl 0,3 M. Em ratos previamente tratados com sobrecarga intragástrica de NaCl 2 M, as injeções bilaterais de moxonidina no NPBL induziram uma forte ingestão de NaCl 0,3 M, sem alterar a ingestão de água. Injeções de moxonidina no NPBL não alteram a ingestão de sódio e de água em animais saciados. A ativação de receptores adrenérgicos α2 no NPBL inibiu os efeitos da ativação do mecanismo serotoninérgico inibitório do NPBL. O aumento da ingestão de sódio produzido pela ativação de receptores adrenérgicos α2 no NPBL foi parcialmente dependente de mecanismos GABAérgicos e opioidérgicos do NPBL. O bloqueio de receptores serotoninérgicos no NPBL promoveu aumento das respostas hedônicas a infusão intra-oral ao sódio hipertônico em animais desidratados. Em conclusão, os prévios e presentes resultados indicam papéis opostos para os receptores adrenérgicos α2 no controle da ingestão e de água de acordo com sua distribuição no cérebro do rato. A ativação de receptores adrenérgicos α2 no NPBL promove um potente aumento da ingestão de sódio em condições de desidratação extracelular ou intracelular. Os efeitos da ativação dos receptores adrenérgicos α2 do NPBL possivelmente se devem ao bloqueio dos mecanismos serotoninérgicos inibitórios do NPBL e pelo menos parte dos efeitos também depende de uma interação com mecanismos GABAérgicos e opioidérgicos do NPBL. Finalmente, os receptores serotoninérgicos do NPBL podem estar envolvidos na modulação da palatabilidade ao sódio hipertônico.