Bc. Žaneta Jakubová, Specialist in laboratory methods Signs of epilepsy spectrum disorder in persons with psychostimulants addiction Diploma thesis Charles University in Prague, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Biological and Medical Sciences, Background: The aim of this diploma thesis is to study the occurrence of symptoms of epileptic spectrum disorder in psychostimulant subjects and to demonstrate the effect of psychostimulants on the occurrence of this disorder. Methods: For questionnaire survey was used to collect the data, in which probands submitted a total of 3 questionnaires. Input anamnestic questionnaire to obtain general information, the remaining two are focused on symptoms of epileptic spectrum disorder - Complex Partial Seizure-like Symptoms Inventory (CPSI) and Limbic System Checklist-33 (LSCL-33). Statistical methods of percentage comparison, chi-square test and unpaired t-test were used for evaluation. Results: Unusual scores and scores for epileptic spectrum disorder reached a total of 60 % of respondents in the CPSI. In the LSCL-33 questionnaire, a suspect and abnormal score reached 100 % of respondents. Conclusions: Both hypotheses have been demonstrated, namely that psychostimulants influence the occurrence of symptoms of epileptic spectrum disorder and that...

Astrócitos são células gliais com fundamental importância no sistema nervoso central (SNC), tanto em condições fisiológicas quanto patológicas. Estas células são essenciais na plasticidade neural, no metabolismo de neurotransmissores, na defesa antioxidante, na regulação do metabolismo energético, na homeostase iônica, na resposta inflamatória, na manutenção da barreira sangue-cérebro, na migração neuronal e na estabilização da comunicação entre as células. Assim, alterações em funções astrocitárias (como as que ocorrem no envelhecimento) estão relacionadas a importantes alterações na funcionalidade cerebral. Desta forma, esta tese teve por objetivo demonstrar que a cultura de astrócitos derivada de ratos Wistar adultos, desenvolvida e caracterizada pelo nosso grupo de pesquisa, pode ser um modelo de estudo fidedigno e versátil das propriedades celulares astrocitárias. Nossos resultados apontam que esta metodologia pode ser utilizada para elucidar o perfil de aminoácidos e gliotransmissores assim como da atividade enzimática glial e gerenciamento de neurotransmissores. Também demonstramos que a cultura adulta não é derivada de progenitores neurais e que parâmetros mitocondriais observados no cérebro adulto foram reproduzidos in vitro. A análise de respostas a estímulos demonstrou ser variável, dependendo da idade dos animais. Da mesma forma, o uso de culturas de diferentes idades revelou o efeito antienvelhecimento da guanosina, sugerindo sua atividade glioprotetora. Finalmente, demonstramos que culturas preparadas a partir de animais neonatos submetidas a um modelo de senescência in vitro apresentam respostas diferentes das apresentadas por culturas preparadas a partir de animais adultos e/ou envelhecidos, demonstrando que o modelo mais adequado para elucidar propriedades astrocitárias do cérebro maduro é o derivado de animais adultos. Portanto, demonstramos com este estudo a importância da disponibilidade de uma ferramenta como a cultura de astrócitos adultos e elucidamos características bioquímicas, celulares e moleculares desta ferramenta, evidenciando algumas de suas diferenças em comparação à cultura preparada a partir de ratos neonatos. Assim, ampliamos a compreensão das propriedades e funções celulares desta ferramenta, fornecendo respostas mais aproximadas às respostas fornecidas por astrócitos do cérebro maduro in vivo, especialmente no estudo do envelhecimento e das doenças neurodegenerativas. / Astrocytes are glial cells of pivotal importance in the central nervous system (CNS), both in physiological and pathological conditions. Some of their roles include neural plasticity, neurotransmitter metabolism, antioxidant defenses, control of energy metabolism, ionic homeostasis, inflammatory response, formation and maintenance of blood-brain barrier, neuronal migration and cellular communication. Thus, changes in astrocytic function (such as occurs in aging) are related to changes in brain function. The aim of this thesis was to demonstrate that astrocyte cultures from adult Wistar rats (developed and characterized by our research group) might be a reliable and versatile tool for studying astrocytic cellular properties. Our results suggest that this culture model is suitable to study the amino acids content and gliotransmitters, as well as glial enzymatic activity and neurotransmitter management. Next, we showed that the astrocyte cultures are not derived from neural progenitors and tissue mitochondrial parameters were reproduced in in vitro cultures. Responses to stimulus were variable, depending on the animals’ age. Accordingly, guanosine presented an anti-aging effect, indicating its glioprotective activity. Finally, we showed that cultures prepared from newborn rats submitted to an in vitro senescence model presented different responses when compared with mature animals, indicating that our culture model is the most suitable model to represent astrocytic properties in the mature brain. Therefore, this study demonstrates the relevance of this tool to understanding the biochemical, cellular and molecular properties of adult astrocytes, showing some differences related to the culture prepared from newborn animals. Thus, we amplify the comprehension about cellular functions of this tool, providing closer responses related to mature brain in vivo, especially regarding studies about aging and neurodegenerative diseases.

Oxidative stress has been implicated in the pathophysiology of several neurological diseases since the brain is an organ highly susceptible to oxidative damage. Temporal lobe epilepsy (TLE) has been widely studied due to the high prevalence rate and refractoriness to drug treatment. In addition, the ELT can be associated with psychiatric comorbidities, such as depression. Since many organoselenium compounds have antioxidant and neuroprotective properties, this study investigated the effects of 2,2'-dithienyl diselenide (DTDS) on seizures induced by kainic acid (KA), an experimental model of TLE, as well as its antioxidant potential in vitro and antidepressant-like activity in rats. The results showed that DTDS (100 mg/kg, per oral) reduced seizures induced by KA administration (10 mg/kg, intraperitoneal), which were demonstrated by behavioral tests and electroencephalographic analysis. The increase in the hippocampal content of reactive species and protein carbonylation as well as the stimulation of Na+ K+ ATPase activity caused by KA were reduced by DTDS (50 and 100 mg/kg). In addition, DTDS (100 mg/kg) protected against hippocampal degeneration resulting from exposure of rats to KA. DTDS, at low concentrations (μM range), reduced the content of reactive species, protein carbonylation and lipid peroxidation in rat brain homogenate in vitro and presented mimetic properties to dehydroascorbate (DHA) reductase and glutathione Stransferase (GST), important enzymes for antioxidant function. The results also revealed that DTDS was effective in inhibiting the activity of monoamine oxidase (MAO) A and B in rat brain homogenate in vitro (25-100 μM) and in causing a reduction on immobility time of rats in the forced swimming test (FST) (50 and 100 mg/kg, per oral). These findings suggest that DTDS produced an anticonvulsant action in the KA model and attenuated the subsequent oxidative damage and neuronal loss in hippocampus. Furthermore, the data showed that DTDS had antioxidant and MAO non-selective inhibitor effects in rat brain in vitro and antidepressant-like action in rats. Therefore, DTDS may be useful as a therapy for the treatment of comorbidity ELT/depression. / O estresse oxidativo tem sido implicado na patofisiologia de diversas doenças neurológicas uma vez que o cérebro é um órgão altamente susceptível ao dano oxidativo. A epilepsia do lobo temporal (ELT) tem sido amplamente estudada devido à alta taxa de prevalência e refratariedade ao tratamento medicamentoso. Além disso, a ELT pode estar associada com comorbidades psiquiátricas, tais como a depressão. Tendo em vista que muitos compostos orgânicos de selênio apresentam propriedades antioxidantes e neuroprotetoras, este trabalho investigou os efeitos do 2,2 -disseleneto de ditienila (DSDT) sobre as convulsões induzidas por ácido caínico (KA), um modelo experimental de ELT, bem como seu potencial antioxidante in vitro e atividade do tipo antidepressiva em ratos. Os resultados mostraram que o DSDT (100 mg/kg, via oral) reduziu as convulsões induzidas pela administração de KA (10 mg/kg, intraperitoneal), as quais foram demonstradas a partir de testes comportamentais e análise eletroencefalográfica. O aumento do conteúdo hipocampal de espécies reativas e de carbonilação de proteínas bem como a estimulação da atividade da Na+ K+ ATPase causados pelo KA foram reduzidos por DSDT (50 e 100 mg/kg). Além disso, o DSDT (100 mg/kg) protegeu contra a degeneração hipocampal resultante da exposição de ratos ao KA. O DSDT em baixas concentrações (na faixa de μM) reduziu o conteúdo de espécies reativas, carbonilação de proteínas e peroxidação lipídica em homogenato de cérebro de ratos in vitro e apresentou propriedades miméticas à deidroascorbato (DHA) redutase e à glutationa Stransferase (GST), enzimas importantes para a função antioxidante. Os resultados também revelaram que o DSDT foi efetivo em inibir a atividade da monoamino oxidase (MAO) A e B em homogenato de cérebro de ratos in vitro (25-100 μM) e em causar uma redução no tempo de imobilidade de ratos no teste do nado forçado (TNF) (50 e 100 mg/kg, via oral). Estes achados sugerem que o DSDT produziu uma ação anticonvulsivante no modelo do KA e atenuou o subseqüente dano oxidativo e a perda neuronal em hipocampo. Além disso, os dados mostraram que o DSDT teve efeito antioxidante e inibidor não-seletivo da MAO em cérebro de ratos in vitro bem como ação do tipo antidepressiva em ratos. Portanto, o DSDT pode ser útil como uma terapia para o tratamento da comorbidade ELT/depressão.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Vincristine is a chemotherapy used for various types of cancers, and is one of the major side effects the impairment of motor function and balance, as well as the oxidative and inflammatory unbalance. Therefore, the present study aimed to evaluate the effect of physical exercise on the balance and in the oxidative metabolism of rats treated with anti-inflammatory Vincristine. For this, rats weighing between 270-300 g were divided into two groups: Trained Group (n = 20, 6 weeks of swimming, 1:00/day, 5 days/week, with 5% overload body weight) and Sedentary Group (n = 20, placebo swimming in a tank with water to 5 cm deep, with no extra charge). After 6 weeks the two groups (n = 20 of each) were treated with a single dose of weekly 0, 5 mg/kg of vincristine sulfate, for two weeks, totaling a cumulative dose of 1 mg/kg intraperitoneal. The rats used in control groups (n = 10 n = 10 trained and sedentary) received the same dose of saline (NaCl). For analysis of motor function and balance were performed after chemotherapy applications, on 1, 7, 8,15 days: Rotarod tests (balance), Grip Test (muscle strength), the Open field (exploration) and the hot plate (peripheral sensitivity). At the end of the assessment (day 15) cerebellum samples were taken for analysis of oxidative stress (DCFH, SOD and CAT) and blood samples for analysis of Picogreen and CBC. In behavioral assessment, there was a decrease in body balance in rats exposed to the VCR and, also, a significant protection of physical exercise. There was no significant decrease in muscle strength and exploitation in the open field of rats exposed to VCR, but there was no effect per se of physical exercise, which increased muscle strength and the distance and the operating time standing in the open field in mice. There was significant change in peripheral sensitivity in mice treated and prior exercise was able to normalize this damage. In biochemical analysis we observed a significant protective effect of exercise in trained/VCR rats, once ROS levels were reduced (DCFH analysis) and antioxidant system enzymes of the cerebellum SOD and CAT modulated positively. In the analysis of observed Picogreen exercise protection against DNA damage in the trained/VCR group. The CBC trained /VCR rats they kept the parameters analyzed within the reference values when compared to sedentary/VCR. Therefore, the exercise proved to be a great ally in protecting the body and balance the immune system front of chemotherapy toxicity Vincristine. / A vincristina é um quimioterápico usado para diversos tipos de cânceres, e tem como um dos principais efeitos colaterais o comprometimento da função motora e equilíbrio, bem como o desbalanço oxidativo e inflamatório. Portanto, o presente estudo teve como objetivo avaliar o efeito do exercício físico no equilibrio e no metabolismo oxidativo-inflamatório de ratos tratadas com Vincristina. Para isso, ratos com peso entre 270-300g foram divididos em dois grupos: Grupo treinado (n=20, 6 semanas de natação, 1h/dia, 5 dias/semana, com sobrecarga de 5% do peso corporal) e Grupo sedentário (n=20, natação placebo em um tanque com água a 5cm de profundidade, sem carga extra). Após as 6 semanas os dois grupos (n=20 de cada) foram tratados com dose única semanal de 0,5mg/kg de sulfato de vincristina, durante duas semanas, totalizando uma dose acumulada de 1 mg/kg, por via intraperitoneal. Os ratos utilizados nos grupos controle (n=10 treinados e n=10 sedentários) receberam a mesma dose de solução salina (NaCl). Para análise da função motora e equilíbrio foram realizados, após as aplicações de quimioterapia, nos dias 1, 7, 8 e 15 os testes Rotarod (equilíbrio), Grip-Test (força muscular), Campo aberto (exploração) e o Placa quente (sensibilidade periférica). Ao final das avaliações (dia 15) foram retiradas as amostras de cerebelo para análise de estresse oxidativo (DCFH, SOD e CAT) e amostras de sangue para análise de Picogreen e hemograma. Na avaliação comportamental, observou-se uma diminuição do equilíbrio corporal nos ratos expostos à VCR e, também, uma proteção significativa do exercício físico. Não houve diminuição significativa da força muscular e da exploração no campo aberto dos ratos expostos à VCR, mas houve efeito per se do exercício físico, que aumentou a força muscular e a distância percorrida e o tempo de exploração em pé no Campo aberto nos ratos treinados. Houve alteração significativa na sensibilidade periférica nos ratos tratados e o exercício físico prévio foi capaz de normalizar este dano. Nas análises bioquímicas observamos um efeito protetor significativo do exercício físico nos ratos treinados/VCR, uma vez que os níveis de ROS foram diminuídos (análise de DCFH) e as enzimas do sistema antioxidante do cerebelo SOD e CAT modularam positivamente. Na análise de Picogreen, observamos uma proteção do exercício físico contra o dano de DNA no grupo treinado/VCR. No hemograma os ratos treinados/VCR, mantiveram os parâmetros analisados dentro dos valores de referência quando comparados aos sedentários/VCR. Sendo assim, o exercício físico mostrou-se um grande aliado na proteção do equilíbrio corporal e do sistema imunológico frente à toxicidade do quimioterápico Vincristina.

O açaí é uma fruta da amazônia brasileira de consumo emergente no Brasil e outras regiões do mundo. Primordialmente consumida na sua forma de polpa e estabelecida como uma \"superfruta\" graças ao seu potencial antioxidante e anti-inflamatório. No entanto, pouco se sabe sobre sua composição em relação aos elementos químicos essenciais. No presente estudo, a análise sistemática de 12 polpas produzidas com frutos de diferentes localidades demonstrou que a polpa de açaí é naturalmente rica nos elementos Ca, Cu, Fe, Mg, Zn, com destaque para as concentrações encontradas de Mn que foram notoriamente maiores do que as comumente observadas em alimentos considerados como fonte principal deste elemento químico essencial na dieta. Cabe destacar que em valores médios, todos os elementos químicos estudados no açaí apresentaram-se em concentrações que contribuem significativamente para as suas necessidades diárias preconizadas. Entretanto, a análise do fracionamento químico da polpa de açaí demonstrou que o ferro está em uma forma potencialmente indisponível; enquanto que cerca de 40% dos elementos cálcio, magnésio, manganês e zinco estão quelados a um composto não fenólico de alta solubilidade em água e que pode aumentar suas biodisponibilidades. Diferentemente dos demais, o cobre interagiu significativamente com a fração fenólica solúvel em água do alimento. A fração fenólica eluída com metanol por SPE demonstrou ter considerável atividade antioxidante direta no ensaio de sequestro de DPPH com EC50 de 19,1 ?g/L e foi eficaz na atenuação da citotoxicidade, estresse oxidativo e alteração funcional induzidos por 500 ?M de MnCl2 em cultura primária de astrócitos, avaliados pelos ensaios de LDH e MTT, GSH/GSSG, F2-IsoPs, captação de glutamato e expressão de Nrf2. Este extrato de açaí em uma concentração ótima de 0,1 ?g/mL preveniu o estresse oxidativo induzido por Mn restaurando a razão GSH/GSSG, protegendo as membranas astrocitárias da lipoperoxidação e diminuindo a expressão de Nrf2. Uma concentração mais elevada de extrato de açaí exacerbou os efeitos do Mn nestes mesmos parâmetros, exceto na lipoperoxidação medida pela formação de F2-IsoPs. Assim, o pré-tratamento dos astrócitos com concentrações mais elevadas destas antocianinas com exposição ao Mn em sequência, pode predispor os astrócitos fazendo com que um efeito pró-oxidante prevaleça. Estes achados devem ser considerados em estudos futuros que explorem a potencialidade das antocianinas do açaí em formulações nutracêuticas para obtenção de efeitos antioxidantes e neuroprotetores ideais. Assim, conclui-se que o próprio açaí possui uma fração de compostos fenólicos capaz de atenuar os efeitos oxidativos do Mn e que portanto, pode indicar uma segurança alimentar do consumo do fruto em quantidades moderadas. / Açaí is a fruit from Brazilian Amazon with an exotic flavor possessing high antioxidant and anti-inflammatory properties. Based on these properties, the fruit is classified as one of the new \"super fruits\". However, few is known about its essential chemical elements content. In this study, the systematic analysis of 12 freeze-dried pulps processed with açaí of different locations showed that açaí pulp is naturally rich in Ca, Cu, Fe, Mg, Zn, and especially amounts of Mn, which was significantly greater than in foods considered Mn dietary source, were found. In average values, all determined essential chemical elements contribute significantly to their recommended daily intake requirements. However, fractionation analysis of açai showed that iron is potentially not bioavailable. While about 40% of calcium, magnesium, manganese, and zinc are binding to a non-phenolic compound high soluble in water, which may increase their bioavailabilities. Copper is significantly bound to water-soluble phenolic fraction in açaí. This phenolic fraction eluted with methanol by SPE provided considerable direct antioxidant activity on the DPPH scavenging assay with EC50 of 19.1 ?g/L and was effective attenuating cytotoxicity, oxidative stress, and functional alterations induced by 500 ?M of MnCl2 in primary cultured astrocytes, which was assessed by MTT and LDH assay, GSH/GSSG ratio, F2-IsoPs formation, glutamate uptake, and Nrf2 levels. This anthocyanin-rich açaí extract in an optimal concentration of 0.1 ?g/mL prevented oxidative stress induced by Mn restoring the GSH/GSSG ratio, protecting the astrocytic membrane from lipid peroxidation and decreasing levels of Nrf2. A higher concentration of the same açaí extract exacerbated the effects of Mn in these same parameters, except on lipid peroxidation assessed by F2-IsoPs. In constrast, pre-treating with high concentrations of açaí\'s anthocyanins followed by Mn exposure, pro-oxidant effects likely prevails. These findings should be considered in future studies regarding the potential of anthocyanins in açaí on nutraceutical formulations to obtain optimal antioxidant and neuroprotective effects. Thus, we conclude that the own açaí has a phenolic fraction capable of attenuates the oxidative effects of Mn. So, may indicates that moderate açaí consumption is dietary safe regarding Mn neurotoxicity.

O Bisfenol A (BPA) é usado na fabricação de plásticos de policarbonato e resinas epóxi. A exposição pré-natal a esse agente pode causar diversos efeitos, tais como: antecipação da puberdade, hiperplasia de próstata, diminuição do número de espermatozoides, diminuição dos níveis de testosterona, alteração do desenvolvimento e organização tecidual da glândula mamária, diminuição da resposta celular induzida por hormônios, câncer de mama, diabetes, doenças cardiovasculares, alterações das funções de enzimas hepáticas, além de efeitos sobre o desenvolvimento cognitivo. Poucos estudos avaliam os efeitos do BPA sobre as células neuronais, porém existem evidências de que este agente induza a apoptose. O presente trabalho tem como objetivo estudar a neurotoxicidade do BPA, avaliando vias de sinalização que levam a indução da apoptose em cultura primária de hipocampo. As células foram expostas ao BPA nas concentrações de 50, 100, 150, 200, e 250 µM (0,1% DMSO v/v) pelos períodos de 6, 12, 24, e 48 horas para a realização dos ensaios da atividade mitocondrial (MTT) e citotoxicidade pela liberação da enzima Lactato Desidrogenase (LDH). A partir dos resultados de MTT e LDH, foram adotados novos horários de exposição (3, 6 e 9 horas) utilizando somente as concentrações de 200 e 250 µM. Neste novo desenho experimental, foi realizada a quantificação da concentração de BPA na cultura primária por HPLC-PDA, determinação da concentração de Ca2+ intracelular pela quantificação da fluorescência do Fluo-4 AM, caracterização dos mecanismos envolvidos na morte celular por citometria de fluxo e Western Blotting, e avaliação dos receptores de estrógeno ER-α e ER-β por Western Blotting. Nossos resultados apontam que aproximadamente 20% de BPA na concentração de 250 µM após 6 horas de exposição e 18% para a concentração de 200 µM com 9 horas de exposição foram absorvidos pela cultura celular. O ensaio do MTT mostrou que as células expostas a 200 e 250 µM de BPA, por 12, 24 e 48 horas, apresentaram diminuição significativa da função mitocondrial em relação ao controle. Porém, não houve liberação de LDH para o meio de cultura para nenhuma das concentrações de BPA em nenhum dos períodos de incubação, o que sugere que não houve rompimento da membrana plasmática. Foi observada atividade apoptótica somente com a concentração de 250 µM no período de exposição de 6 horas por citometria de fluxo. Não foram encontradas células em necrose, nem alteração na concentração de cálcio intracelular em nenhuma das condições estudadas. Na avaliação dos marcadores de morte celular, observamos aumento da razão de Bax/Bcl-2 para a concentração de 250 µM em todos os períodos de exposição e aumento das caspases 8, 9 e 3 para a concentração de 250 µM no período de exposição de 6 horas, indicando que o BPA deve ativar tanto a via intrínseca como a extrínseca no processo de apoptose. Verificamos ainda, por Western Blotting, que a cultura primária de hipocampo apresenta os receptores de estrógeno ER-α e ER-β. A exposição ao BPA aumentou os ER-α e ER-β avaliados por Western Blotting para as duas concentrações estudadas no período de 6 horas de exposição e, para o período de exposição de 9 horas, houve um aumento do ER-α para a concentração de 250 µM e do ER-β para a concentração de 200 µM. É possível concluir que o BPA pode levar a morte das células neuronais hipocampais por apoptose por ambas as vias intrínseca e extrínseca, sendo o processo de morte celular mais evidente para a concentração de 250 µM no período de 6 horas de exposição. Sugerimos ainda que o aumento observado em ambos os receptores de estrógeno possa representar uma tentativa de interrupção ou reversão do processo de morte celular. / Bisphenol A (BPA) is used in the manufacture of polycarbonate plastics and epoxy resins. The prenatal exposure to this agent may cause several effects, such as anticipation of puberty, prostate hyperplasia, reduced number of sperm, reduced testosterone levels, alteration in the development and tissue organization of the mammary gland, decreased cellular response induced by hormones, breast cancer, diabetes, cardiovascular disease, changes in the functions of liver enzymes, and effects on cognitive development. Few studies have evaluated the effects of BPA in neuronal cells, however there are evidences that this agent may induce apoptosis. This work aims to study the neurotoxicity of BPA, by analyzing the signaling pathways of apoptosis in hippocampus primary culture. Cells were exposed to BPA at 50, 100, 150, 200, and 250 µM (0.1% DMSO v/v) for 6, 12, 24, and 48 hours for the assay of mitochondrial activity (MTT) and the release of the enzyme lactate dehydrogenase (LDH). From the results of MTT and LDH, new exposure times (3, 6 and 9 hours) and only 200 and 250 µM were used. In this new experimental design we performed the quantification of the BPA concentration in the primary culture by HPLC-PDA, intracellular Ca2+ quantification by Fluo-4 AM assay and the characterization of the mechanisms involved in cell death by flow cytometry and Western Blotting assays. Furthermore, evaluation of the estrogen receptor ER-α and ER-β was done by Western Blotting. Our results demonstrate that about 20% of the BPA concentration of 250 µM after 6 hours of exposure and 18% for the concentration of 200 µM with 9 hours of exposure were absorbed by the cell culture. Cells exposed to 200 and 250 µM of BPA for 12, 24 and 48 hours, showed a significant decrease in mitochondrial function, by the MTT assay, compared to control. However, there was no release of LDH into the culture medium for any of the BPA concentrations in any of incubation times studied, which suggests no rupture of the plasma membrane by BPA. Apoptotic activity was observed after 6 hours of exposure to 250µM BPA by flow cytometry. It was not observed cell necrosis and changes in intracellular calcium concentration in any of the studied conditions. Regarding the cell death markers, exposure to 250 µM BPA in all periods of exposure resulted in an increased Bax/Bcl-2 ratio; moreover, an increase in caspase 8, 9 and 3 was detected after exposure to 250 µM BPA for 6 hours. Taken together, these findings indicate that BPA activates both the intrinsic and the extrinsic pathway during the apoptotic process. We also verified by Western Blotting the presence of the estrogen receptors ER-α and ER-β at the primary culture of hippocampus, and that they can be modulated by BPA. The exposure to 200 and 250 µM BPA for 6 hours caused an increase of ER-α and ER-β, however, 9 hours of exposure to 200 µM and 250 µM BPA increased the expression of ER-α and ER-β, respectively. In conclusion, BPA can lead hippocampal neuronal cells to death by both, intrinsic and extrinsic, apoptotic pathways and this process is more evident at 250 µM BPA after 6 hours of exposure. Furthermore, we suggest that the increase of both estrogen receptors might represent an attempt to interrupt or reverse the cell death process.

A Doença de Alzheimer (DA) é o tipo mais comum de demência em idosos, a etiologia é multifatorial e a fisiopatologia da doença é complexa, com um novo caso acontecendo a cada sete segundos; globalmente, a doença está se tornando em uma lenta pandemia. Bioquimicamente, a DA é caracterizada pela presença das placas neuríticas (PNs) e os novelos neurofibrilares (NNFs). O peptídeo beta peptide1-42 (A?(1-42)) é o principal componente das placas neuríticas e tem sido fortemente associado ao estresse oxidativo, desregulação colinérgica e morte celular. Os múltiplos mecanismos envolvidos na patogênese criam consideráveis dificuldades para identificar alvos terapêuticos apropriados. As abordagens terapêuticas atuais melhoram temporariamente os sintomas da DA; no entanto, apesar de esforços intensivos, nenhum dos tratamentos disponíveis hoje conseguiu alterar o curso da doença. Porém, algumas das terapias mais relevantes para o tratamento da doença estão baseadas na atividade inibidora da acetilcolinesterase (AChE). Nos últimos anos, os alcaloides pertencentes à família Amaryllidaceae têm recebido muita atenção devido à atividade anticolinérgica e antioxidante. A galantamina foi o primeiro alcaloide isolado a partir de diferentes espécies de Amaryllidaceas e é o mais recente inibidor da AChE aprovado para o tratamento sintomático da DA. Este fato tem motivado a pesquisa de outros alcaloides como possíveis moduladores da doença em adição à atividade inibitória da AChE. Diante disso, o objetivo deste estudo foi investigar se o extrato de Caliphruria subedentata e a galantamina modulam a neurotoxicidade induzida pelo A?(1-42) na linhagem celular SH-SY5Y indiferenciada. Para compreender os mecanismos de neuroproteção, um conjunto de ensaios foi realizado tais como atividade inibitória da AChE, ensaios clonogênico, micronúcleos com bloqueio na citocinese celular (CBMNcyt), cometa; análises por microscopia eletrônica de transmissão (MET) e de metilação. Os resultados mostraram que tanto o extrato quanto a galantamina diminuíram significativamente a citotoxicidade e genotoxicidade induzida pelo A?(1-42). Além disso, ambos os tratamentos modularam alterações morfológicas mitocondriais induzidas pelo peptídeo. Em conclusão, os resultados deste estudo demonstraram que, em adição à atividade inibitória da AChE, tanto o extrato de C. subedentata quanto a galantamina exercem propriedades antigenotóxicas. Essas propriedades relevantes da Amaryllidaceaes e o fármaco tornam-se um potencial valioso para continuar sendo explorado. / Alzheimer´s disease (AD) is the most common type of dementia in elderly population, the etiology is multifactorial and the pathophysiology of the disease is complex, with a new case occurring every seven seconds; globally, the disease itself is becoming a slowly pandemic. Biochemically, the AD is characterized by presence of the neuritic plaques and neurofibrillary tangles. Amyloid beta peptide1-42 (A?(1-42)) is the principal component of neuritic plaques and it has been strongly associated with oxidative stress, cholinergic deregulation and cell death. The multiple mechanisms involved in the pathogenesis create considerable difficulty to identify appropriate targets. The current therapeutics approaches for AD improve temporally the symptoms; and despite intensive efforts, none of the treatments available today alter the course of disease. Nervertheless, some of the most relevant therapies for the treatment of disease are based on acetylcholinesterase (AChE) inhibitor activity. In recent years, alkaloids belonging Amaryllidaceae family have received great attention due to the well-known anticholinergic and antioxidant activity and the galanthamine was the first alkaloid isolated from different species of Amaryllidacea and it is the most recently AChE inhibitor approved for the symptomatic treatment of AD. This fact has motivated the screening of other alkaloids as possible modulators of disease in addition acetylcholinesterase activity. Purpose this study was to investigate whether C. subedentata extract and galanthamine modulate A?(1-42)- induced neurotoxicity in the undifferentiated SH-SY5Y cell line. To understand the mechanisms of the neuroprotection, a set of biomarkers such as AChE activity, clonogenic, cytokinesis block micronucleus cytome (CBMNcyt) and comet assays; beside transmission electron microscope (TEM) and methylation analyses were realized. The results showed that C. subedentata extract and galanthamine were capable to significantly reduce the A?(1-42)- induced cytotoxicity and genotoxicity. Furthermore both treatments modulated A?(1-42)- induced mitochondrial morphological alterations. In conclusion, this study demonstrated that in addition to inhibition of acetylcholinesterase (AChE), the extract of C. subedentata and galanthamine exert antigenotoxic properties. This relevant property of Amaryllidaceaes and galanthamine are worthwhile exploring further which may improve the development of new diseases-modifying agents.

The dietary intake of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) and hexabromocyclododecane (HBCD) have been estimated for Swedish children. A dietary survey performed in 2003, including 4, 8-9 and 11-12 year olds, and concentrations in individual food items were combined. The food included in the study was mainly of animal origin, consisting of fish and shellfish, dairy products, meat products, eggs, animal and vegetable fats and fats from miscellaneous food products. The medium-bound intake of PBDEs (9 congeners) were estimated to 23.0 ng/day, 30.9 ng/day and 27.7 ng/day for 4, 8-9 and 11-12 years olds respectively. The corresponding estimations for HBCD were 7.94 ng/day 10.7 ng/day and 9.46 ng/day for 4, 8-9 and 11-12 years olds respectively. These results show a higher daily intake for 8-9 year olds compared with the other age groups. However, when estimating the daily intake per kg bw, the intake decreases with age. BDE-47 contributed the most to the total intake of PBDEs, with approximately 40%. The food group contributing the most to the intake of PBDEs and HBCD was fish and shellfish, of which non-Baltic fatty fish was the largest contributor. There were no considerable differences between boys and girls in any of the aspects examined. The result from this study show a lower intake of PBDEs and HBCD in Swedish children compared with children in other studies made in Europe and the United States. / Bromerade flamskyddsmedel används för att skydda brännbara material från att fatta eld, till exempel skyddas textilier och plaster i bland annat elektronik, fordon och möbler. Två typer av bromerade flamskyddsmedel är polybromerade difenyletrar (PBDE) och hexabromocyklododekan (HBCD). Dessa är additiva flamskyddsmedel och blandas i materialet som ska skyddas men binder inte in i produkten och kan därför lätt läcka ut i miljön, vilket också har skett. Halter har påträffats i miljön och i biota långt från plaster där ämnena produceras eller används. PBDE och HBCD har visats ha hormonstörande och neurotoxiska effekter i studier på råtta och mus. Thyroxinnivåerna sjunker vid exponering av PBDE och HBCD, vilket skulle kunna leda till sköldkörtelproblem och störd utveckling av bland annat hjärnan om exponering sker perinatalt. De neurotoxiska effekterna inkluderar inlärnings- och minnessvårigheter och ett förändrat beteende med hyper- och hypoaktivitet som följd. Human exponering för PBDE och HBCD sker främst via födan och speciellt via animaliska produkter då dessa ämnen är lipofila, bioackumulerande och ofta biomagnifierande vilket gör att de påträffas i högre koncentrationer högre upp i trofinivåerna. Studier från bland annat Sverige och Finland visar att fisk och skaldjur är den största källan till intag av PBDE. De flesta intagsberäkningar av PBDE och HBCD baseras på livsmedelskonsumtionen hos vuxna och visar följaktligen endast hur intaget ser ut för den delen av populationen. För barn, som är en av de känsligaste grupperna i populationen, finns inte många studier att tillgå, varken från Sverige eller andra delar av världen. I den här studien har därför intaget av PBDE (summan av 9 kongener) och HBCD beräknats för barn i Sverige. I en rikstäckande kostundersökning utförd 2003 deltog barn i åldrarna 4, 8-9 och 11-12 år. De fick i en matdagbok ange sin konsumtion under fyra på varandra följande dagar. Data från denna undersökning kombinerades sedan med haltdata från olika livsmedel för att räkna ut intaget av PBDE och HBCD på individbasis. Undersökningen innefattade främst animaliska livsmedel och innehöll därför fisk och skaldjur, mejeriprodukter, köttprodukter, ägg, animaliskt och vegetabiliskt fett och fett från övriga livsmedel. Resultaten visar att födointaget av PBDE var 23,0 ng/dag, 30,9 ng/dag och 27,7 ng/dag för 4, 8-9 respektive 11-12 åringar. Intaget av HBCD beräknades till 7,94 ng/dag, 10,7 ng/dag och 9,46 ng/dag för 4, 8-9 respektive 11-12 åringar. Detta visar att 8-9 åringar har det högsta dagliga intaget av PBDE och HBCD. När intaget beräknas på kroppsvikt däremot, har de yngsta barnen det högsta intaget som sedan sjunker med åldern. Fisk och skaldjur var den största källan till intaget av PBDE och HBCD, trots att konsumtionen av dessa livsmedel var relativt lågt. Det fanns ingen större skillnad mellan pojkar och flickor, varken i intag av PBDE eller av HBCD. Jämfört med de få studier som gjorts i andra länder, är det tydligt att svenska barn har ett lägre intag av PBDE och HBCD. Undersökningen tyder också på att intaget av PBDE och HBCD hos svenska barn, utifrån de kunskaper vi har idag, inte utgör någon risk med avseende på de effekter av PBDE och HBCD som påträffats i toxikologiska studier. Däremot är barn i ett känsligt skede i livet och upprepad exponering samt exponering för flera miljögifter samtidigt skulle kunna påverka deras utveckling negativt.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work examined the effectiveness of Cu pre-exposition on biochemical and behavioral changes induced by Hg exposure in young rats treated subcutaneously with saline or CuCl2.2H2O (Cu 2.6 mg/kg/day) from 3 to 7 days old and with saline or HgCl2 (Hg 3.7 mg/kg/day) from 8 to 12 days old. Tissue samples from animals killed 24 h or 21 days after the end of mercury exposure (13 or 33 days old) were used to analyze of blood, liver, kidney and cerebrum δ-aminolevulinic acid dehydratase (δ-ALA-D) activity; cerebrum and cerebellum acetylcholinesterase (AChE) activity; biochemical parameters indicative of hepatic and renal toxicity; and to determination of hepatic and renal metallothionein and metal levels (Hg, Cu, Zn, Fe e Mg) in all tissues studied. The animals also were submitted to behavioral tasks: negative geotaxis task (3, 5. 7, 9, 11 and 13 days old), tail immersion (13, 20 and 27 days old), rotarod tests (25 and 30 days old) and beaker test (17 to 20 days old). Mercury exposure reduced body and cerebrum and increased kidney weight; inhibited the hepatic and renal δ-ALA-D, cerebellum AChE and serum LDH activity; and increased serum urea and creatinine and hepatic MT levels at 13 days. The Hg effect persisted on body and renal weight, renal δ-ALA-D activity and urea levels checked after 33 days. Still, Hg exposure caused accumulation of this metal in all tissues analyzed; increased hepatic Zn and Fe levels; and decreased renal Fe and increased Cu levels at 13 days. The effect persisted on hepatic Hg levels; and renal Hg and Fe levels. In addition, a decrease in the liver weight and renal Mg levels; and increase in the cerebrum and cerebellum Zn levels were observed only at 33 days. In behavioral tasks, rats exposed to Hg presented impartment in motor function and muscular strength verified in the negative geotaxis task and beaker test. The Cu effectiveness as preventive treatment was immediate on parameters such as cerebellum AChE activity, serum creatinine levels, Hg content and homeostasis of hepatic Fe levels. The prevention of altered parameters as body, Kidney and liver weight, renal δ-ALA-D activity, serum urea levels and homeostasis of renal Fe and Mg levels were verified at 33 days. Behavioral changes were completely prevented by Cu pre-exposure. Moreover, Cu pre-exposure caused an important redistribution of Hg decreasing hepatic and sanguine Hg levels and increasing renal levels of 13-day-old rats. This effect occurred in parallel with an increase in MT levels in liver and kidney, suggesting that hepatic MT can bind to Hg and transporting this metal to the kidney in order to be excreted. The results of the present study suggest that Cu can be considered as potential preventive therapeutic agent against Hg toxicity, even when were evaluated later. / Este trabalho investigou o efeito preventivo do cobre contra as alterações bioquímicas e comportamentais induzidas pelo mercúrio em ratos tratados subcutaneamente com salina ou CuCl2.2H2O (Cu 2,6 mg/kg/dia) do 3o ao 7o e com salina ou HgCl2 (Hg 3,7 mg/kg/dia) do 8o ao 12o dia de idade. Amostras teciduais de animais mortos 24 h ou 21 dias após o término da exposição ao mercúrio (13 ou 33 dias de idade) foram utilizadas para a análise da atividade das enzimas δ-aminolevulinato desidratase (δ-ALA-D) de sangue, fígado, rim e cérebro; acetilcolinesterase (AChE) de cérebro e cerebelo; parâmetros bioquímicos indicativos de toxicidade hepática e renal; e para a quantificação dos níveis de metalotioneínas (MT) hepática e renal e de metais (Hg, Cu, Zn, Fe e Mg) nos diferentes tecidos. Os animais foram submetidos às tarefas comportamentais: geotactismo negativo (3, 5, 7, 9, 11 e 13 dias de idade), imersão da cauda (13, 20 e 27 dias de idade), teste do béquer (17 aos 20 dias de idade) e locomoção forçada em cilindro giratório (25 e 30 dias de idade). A exposição ao mercúrio reduziu o peso corporal e cerebral e aumentou o peso renal; inibiu a atividade das enzimas δ-ALA-D hepática e renal, AChE de cerebelo e LDH sérica; e aumentou os níveis de uréia e creatinina sérica e MT hepática aos 13 dias. O efeito do mercúrio persistiu sobre o peso corporal e renal, a atividade da δ-ALA-D renal e níveis de uréia verificados aos 33 dias. Ainda, a exposição ao mercúrio causou um acúmulo deste metal em todos os tecidos analisados; aumentou os níveis de Zn e Fe hepático; e diminuiu os níveis de Fe e aumentou os níveis de Cu renal aos 13 dias. O efeito persistiu sobre os níveis de Hg hepático e sobre os níveis de Hg e Fe renal. Além disso, um decréscimo no peso de fígado e nos níveis de Mg renal e um aumento nos níveis de Zn em cérebro e cerebelo foram observados somente aos 33 dias. Em relação às tarefas comportamentais, ratos expostos ao Hg apresentaram prejuízo na função motora e força muscular verificados nos testes do geotactismo negativo e teste do béquer. A eficiência do cobre como tratamento preventivo foi imediata em parâmetros como atividade da AChE de cerebelo, níveis de creatinina sérica, conteúdo de Hg e homeostase dos níveis de Fe hepático. A prevenção das alterações sobre o peso corporal, renal e hepático, atividade da -ALA-D renal, níveis de ureia sérica e homeostase dos níveis renais de Fe e Mg foram observados aos 33 dias. Alterações comportamentais foram totalmente prevenidas. Além disso, a pré-exposição ao cobre causou uma redistribuição do mercúrio, decrescendo os níveis de Hg hepático e sanguíneos e aumentando os níveis renais aos 13 dias. Este efeito ocorreu em paralelo a um aumento dos níveis de MT hepática e renal, sugerindo que a MT hepática pode ligar-se ao Hg e transportar o metal tóxico para o rim a fim de ser excretado. Os resultados do presente estudo sugerem que o cobre pode ser considerado um potencial agente terapêutico em casos de intoxicação por mercúrio, mesmo quando avaliado tardiamente.

Les composés organiques semi volatils (COSV) sont largement présents dans les environnements intérieurs et sont suspectés d’être repro- ou neurotoxiques, mais peu de données sont disponibles quant à leur toxicité en mélanges. L’objectif de cette thèse est de proposer des indicateurs de toxicité cumulés pour les COSV détectés dans les logements français, dans un cadre d’évaluation des risques sanitaires cumulés. Les COSV ont été regroupés en fonction de leurs modes d’action communs, en lien avec les effets reprotoxiques (diminution de la concentration de testostérone sérique) et neurotoxiques (diminution de la viabilité neuronale). Des benchmark doses (BMD) ont ensuite été estimées par modélisation (modèle de Hill, PROAST, RIVM) des relations dose-réponse de la littérature décrivant la réponse d’intérêt. Des BMD comparables ont pu être estimées seulement pour 6 des 19 COSV reprotoxiques induisant une diminution de testostérone de 10 ou 50 % chez le rat adulte exposé par voie orale. Les facteurs de toxicité relatifs (RPF) estimés à partir des BMD sont sensiblement les mêmes en fonction du niveau de réponse (de 1600 pour le B(a)P à 0,1 pour le BBP), excepté pour le biphénol A qui passe de 7E+6 à 180. Considérant la mort neuronale in vitro, des BMD ont pu être estimées pour 13 COSV neurotoxiques, à partir de données provenant de différentes lignées et espèces. Les BMD équivalent à un niveau de réponse de 10 % s’échelonnent de 0,07 (PCB-153) à 95 µM (diazinon). L’originalité de ce travail repose sur le regroupement de composés de familles chimiques différentes qui constituent des contaminations réelles de notre environnement. Si l’estimation des quelques BMD a été possible à partir des données de la littérature, de nombreuses limites méthodologiques conduisent à émettre des recommandations en particulier sur la standardisation des protocoles expérimentaux et la disponibilité des résultats sous une forme adaptée à la modélisation de la relation dose-réponse. / Semi-volatile organic compounds (SVOCs) are widely present in indoor environments and are suspected to be repro- or neurotoxic but little is known on the health impact on SVOC mixtures. The objective of this work is to derive cumulative toxicity indicators for SVOCs detected in French dwellings in carrying forward a cumulative health risk assessment. SVOCs were grouped according to their repro- and neurotoxic common modes of action (i.e. decrease in serum testosterone concentrations, decrease in neuronal viability). Benchmark doses (BMDs) were then estimated by modeling dose-response relationships from scientific literature (Hill models, PROAST, RIVM). Comparable BMDs were estimated only for 6 of the 19 reprotoxic SVOCs which are responsible to 10 or 50% decrease in testosterone in adult male rats orally exposed. Estimated relative potency factors (RPFs) from BMDs are similar according to the response level (from 1600 for the B(a)P to 0.1 for the BBP), excepted for bisphenol A moving from 7E+6 to 180. For in vitro neuronal death, BMDs were estimated for 13 neurotoxic SVOCs using data from different cell lines and species. BMDs equivalent to a 10% of response range from 0.07 (PCB-153) to 95 µM (diazinon). The originality of this work is the grouping of compounds from different chemical families which we are really exposed to. BMDs estimation from published data was possible but many methodological limitations lead us to put forward recommendations especially on the standardization of experimental protocols and the availability of results in adapted format for dose-response relationship modeling.