Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A nicotina é considerada o principal componente psicoativo do tabaco e esta induz seus efeitos farmacológicos centrais atuando em receptores nicotínicos colinérgicos (nAChRs). A maturação dos sistemas colinérgicos é consolidada durante o período da periadolescência, o que sugere que o cérebro do adolescente é vulnerável aos efeitos de estimulantes colinérgicos. Dados os efeitos deletérios do consumo de tabaco, incluindo a dependência, têm sido desenvolvidas estratégias terapêuticas para facilitar a interrupção do uso. A mais recente é o uso da vareniclina, um agonista parcial dos nAChRs α4β2. Pouco se sabe sobre os efeitos da exposição à nicotina na adolescência e menos ainda dos efeitos de curto e longo prazos dos tratamentos disponíveis para a reversão da dependência ainda durante este período. Neste sentido, os objetivos desse trabalho foram o de estudar os comportamentos associados à ansiedade e busca por novos estímulos e a função adrenal em animais expostos à fumaça do cigarro durante a adolescência e subsequentemente tratados com procedimento para reversão de dependência à nicotina. Esse estudo utilizou 150 camundongos Suíços adolescentes (de ambos os sexos). Os animais foram expostos à solução aquosa de nicotina (50g/ml - NIC) ou de sacarina (2% - SAC) v.o. do 30o dia de vida pós-natal (PN) à PN45 e submetidos aos seguintes tratamentos por gavagem de PN45 à PN56: 1) vareniclina (0,1 ou 1,0 mg/kg/dia, VAR1 e VAR2 respectivamente); 2) veículo (VEH); 3) nicotina na dose utilizada entre PN30 e PN45 (NIC). Sete grupos experimentais foram utilizados: SACVEH, SACVAR1, SACVAR2, NICVEH, NICVAR1, NICVAR2 e NICNIC. Em PN55, os animais foram submetidos ao teste do labirinto em cruz elevado (LCE) por 5 min, e duas depois ao teste do campo vazado (CV) também por 5 min. Os tecidos coletados em PN56 (após o sacrifício dos animais) foram: adrenal esquerda para a verificação do conteúdo de catecolaminas, adrenal direita para avaliação da expressão da tirosina hidroxilase e soro para a dosagem de corticosterona. Os nossos resultados demonstraram que no final da vigência do tratamento não foram encontradas diferenças entre os grupos no comportamentos associados à ansiedade do LCE e nos associados à busca por novos estímulos no CV. Por outro lado, a análise do número de orifícios explorados no centro do CV, também utilizado como medida de ansiedade, sugerem que a vareniclina por si só e a exposição continuada à nicotina são ansiogênicas mas que que o tratamento com vareniclina após a exposição à nicotina mantém os resultados dentro da normalidade. Do ponto de vista endócrino, o conteúdo adrenal de catecolaminas foi corrigido pelo tratamento com vareniclina, os níveis séricos de corticosterona foram aumentados pela exposição à nicotina enquanto o tratamento com vareniclina aumentou a expressão de tirosina hidroxilase. Nosso estudo indica que, no final da vigência do tratamento, tanto aspectos comportamentais como endócrinos estão significativamente afetados em nosso modelo de exposição à nicotina durante a adolescência e tratamento subsequente com vareniclina. Estudos futuros deverão avaliar estes parâmetros em períodos posteriores, com o objetivo de verificar se as alterações observadas persistem na vida adulta. / Nicotine is considered the main psicoactive component of tobacco and it induce its central pharmacological effects by acting on cholinergic nicotinic receptors (nAChRs). The maturation of the cholinergic system is consolidated during the periadolescent period, which suggests that the adolescent brain is vulnerable to the effects of cholinergic stimulants. Considering the deleterious effects of tobacco consumption, including addiction, several therapeutic strategies are being developed to aid in the interruption of consumption. Varenicline treatment, a partial agonist of the α4β2 nAChRs is one of the most recent ones. Little is known regarding the effects of nicotine exposure during adolescence and even less is known regarding the short and long term effects of the available treatments for addiction during this period. In this sense, the aim of the present work is to study the behaviors associated with anxiety and novelty seeking, as well as adrenal function, in animals exposed to nicotine during adolescence and subsequently treated with a procedure to cure addiction to nicotine. This study used 150 adolescent Swiss mice of both sexes. The animals were exposed (orally) to a nicotine (50g/ml - NIC) solution or to a saccharine (2% - SAC) solution from the 30th postnatal day (PN) to PN45 and then treated by gavage with one of the following substances from PN45 to PN56: 1) vareniclina (0.1 or 1.0 mg/kg/day - VAR1 and VAR2 respectively); 2) vehicle (VEH); 3) nicotine (using the dose previously used from PN30 to PN45 - NIC). Seven experimental groups were used: SACVEH, SACVAR1, SACVAR2, NICVEH, NICVAR1, NICVAR2 and NICNIC. On PN55, the animals were tested in the elevated plus maze (EPM) for 5 min and, 2 h later, they were tested for 5 min on the hole board arena (HB). The tissue samples collected on PN56 (after the animals sacrifice) were: left adrenal gland for the analysis of catecholamine content; right adrenal gland for the analysis of tyrosine hidroxilase expression; serum for the analysis of corticosterone concentration. Our results show that by the end of the treatment no differences were observed between groups regarding behaviors associated with anxiety in the EPM and those associated with novelty-seeking in the HB. Conversely, the analysis of the number of explored holes on the center of the HB, also used as a measure of anxiety, suggest that varenicline by itself and the continued exposure to nicotine are anxiogenic but that varenicline treatment following nicotine exposure keeps results within normal levels. Regarding the endocrine system, the catecholamine adrenal content was corrected by varenicline treatment, the serum corticosterone levels were increased by nicotine exposure and the tyrosine hidroxilase expression was increased by varenicline treatment. Our study indicates that, by the end of the treatment, behavioral as well as endocrine parameters were affected in our model of nicotine exposure during adolescence and subsequent varenicline treatment. Further studies will have to address this parameters in later periods with then aim of verifying whether the observed alterations persist up to adulthood.

Fumar e consumir bebidas alcoólicas estão frequentemente associados durante a adolescência. Contudo, poucos estudos em modelos animais têm como foco as bases neurobiológicas da exposição combinada à nicotina e ao etanol no cérebro de adolescentes. Nesse estudo investigamos morte celular e alterações na densidade neuronal e glial nas regiões granulosa do giro denteado (GrDG), camada moleuclar (Mol), CA1, CA2 e CA3 do hipocampo, durante a exposição e dois e cinco dias após o seu término. Para tanto, do 30 ao 45 dia pós-natal (PN30-PN45), 233 camundongos C57BL/6 machos e fêmeas foram expostos à nicotina (NIC) e/ou etanol (ETOH). Assim, quatro grupos experimentais foram utilizados: 1) NIC+ETOH: exposição concomitante a NIC (50&#956;g/ml em 2% de sacarina na água de beber) e ETOH (25%, 2g/kg i.p. em dias alternados), 2) exposição à NIC, 3) exposição ao ETOH, 4) exposição ao veículo. Avaliamos morte celular por apoptose pela técnica do TUNEL, densidades neuronal e glial pelo método do Disector óptico e espessuras das regiões durante a exposição (PN45) e dois (PN47) e cinco dias (PN50) após o seu término. ANOVAs foram utilizadas para detectar efeitos do tratamento e/ou interações do tratamento com outros fatores. O grau de significância assumido foi de p<0.05. Em PN45, a exposição ao etanol aumentou o número de células TUNEL+ em todas as regiões hipocampais quando comparado ao grupo veículo e a nicotina provocou uma resposta menos severa e dependente da região. Os animais que receberam nicotina+etanol não diferiram dos animais veículo em todas as regiões hipocampais. Em PN47, ainda foi identificado aumento no número de células TUNEL+ nos grupos ETOH e NIC, mas em menor magnitude que os efeitos identificados durante a exposição. Esses resultados foram acompanhados por redução das densidades neuronal e glial em todos os grupos tratados. Em PN50, a abstinência de nicotina e/ou etanol foi associada com reduções compensatórias de células TUNEL+ em todas as regiões hipocampais quando comparados com o grupo veículo e com a recuperação das densidades neuronal e glial. Não houve alterações nas espessuras das regiões nas três idades analisadas. Esses resultados sugerem que os efeitos deletérios da nicotina e/ou etanol durante a exposição e/ou da abstinência são revertidos durante a abstinência prolongada. / Smoking and consumption of alcoholic beverages are frequently associated during adolescence. However, there have been few animal studies on the neurobiological bases of the combined exposure in the adolescent brain. In the present study, we investigated the effects of adolescent nicotine and/or ethanol exposure and withdrawal on the following regions of the hippocampus: Granular layer of the Dentate Gyrus (GrDG), Molecular layer (Mol), CA1, CA2 and CA3. From the 30th to the 45th postnatal day (PN30-PN45), 233 C57BL/6 male and female mice were exposed to nicotine free base (NIC) and/or ethanol (ETOH). Four groups were analyzed: 1) concomitant NIC (50 &#956;g/ml in 2% saccharin to drink) and ETOH (25%, 2 g/kg i.p. injected every other day) exposure; 2) NIC exposure; 3) ETOH exposure; 4) vehicle. We evaluated cell degeneration (TUNEL assay), neuronal and glial densities (optical Disector) and region thicknesses during the exposure (PN45) and two (PN47) and five (PN50) days post-exposure. ANOVAs were used to identify treatment effects and/or interactions with other factors. Significance was assumed at the level of p<0.05. On PN45, ETOH elicited an increase in the number of TUNEL+ cells relative to the vehicle group in all hippocampal regions. NIC elicited less severe regiondependent effects. Concomitant NIC and ETOH failed to elicit significant changes in the number of TUNEL+ cells. On PN47, the effects were similar to those described for PN45, even though smaller in magnitude. These results were paralleled by reductions in neuronal and glial cells densities for all treatment groups. In contrast, on PN50, ethanol and/or nicotine withdrawal were associated with compensatory reductions in TUNEL+ cells in all hippocampal regions. These results were paralleled by a reversal of effects on neuronal and glial densities. There were no effects on region thicknesses both during exposure and withdrawal. These results suggest that deleterious effects of nicotine and/or ethanol are reversed during prolonged withdrawal.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Alterações nutricionais, hormonais e ambientais nos períodos críticos do desenvolvimento como a gestação e/ou lactação podem influenciar a estrutura e a fisiologia de órgãos e tecidos, predispondo ao aparecimento de doenças na vida adulta. Esse fenômeno é conhecido como programação metabólica. O fumo materno na gestação/lactação tem sido associado ao sobrepeso/obesidade na infância e na vida adulta em ambos os sexos. Porém, estudos evidenciam diferenças entre os gêneros em resposta a exposição à nicotina. Já foi demonstrado que muitas mulheres param de fumar na gestação, mas a maioria destas volta a fumar na lactação. Anteriormente, mostramos que machos adultos cujas mães foram expostas à nicotina na lactação, desenvolveram obesidade central, hiperleptinemia e hipotireoidismo. Como a nicotina afeta a função adrenal e como catecolaminas e glicocorticóides têm efeitos bem conhecidos sobre o tecido adiposo, avaliamos a função da medula adrenal e o conteúdo de leptina no tecido adiposo e músculo de machos e fêmeas cujas mães foram expostas à nicotina na lactação. Dois dias pós-parto, implantamos minibombas osmóticas nas ratas lactantes dividas em: NIC infusão de nicotina (6mg/Kg/dia s.c.) por 14 dias, e C infusão de salina pelo mesmo período. Estas lactantes foram divididas de acordo com o sexo das proles. O sacrifício das proles de ambos os sexos ocorreu aos 15 (fim da exposição à nicotina) e 180 dias de vida. Aos 15 dias, os machos da prole NIC apresentaram aumento de MGV absoluta e relativa ao peso corporal (+72% e +73% respectivamente), hiperleptinemia (+35%), hipercorticosteronemia (+67%), maior peso adrenal (+39%), conteúdo de catecolaminas totais (absoluto: +69% e relativo: +41%), embora diminuição da enzima TH (-33%). Quando adultos, os machos programados exibiram maior massa corporal (+10%), MGV absoluta (+47%) e relativa (+33%), além de hiperleptinemia (+41%) e maior conteúdo de leptina no TAV (+23%). Esses animais também apresentaram hipercorticosteronemia (+77%), maior conteúdo de catecolaminas totais absoluto e relativo (+79% e +89% respectivamente) e de TH (+38%) embora tenham menor secreção de catecolaminas in vitro estimulada por cafeína (-19%) e maior expressão do ADRB3 no TAV (+59%). Em relação as fêmeas da prole NIC aos 15 dias de vida, estas apresentaram menor massa corporal (-6%) e hiperleptinemia (+41%) embora sem alteração da MGV. Aos 180 dias, as fêmeas da prole NIC apresentaram menor conteúdo de leptina no TAS (-46%) e maior conteúdo de leptina no músculo solear (+22%) e diminuição da expressão do ADRB3 no TAV (-39%). Concluímos que a nicotina materna afeta ambos, medula adrenal e tecido adiposo de forma gênero dependente, tanto em curto prazo (quando a nicotina está presente no leite materno), quanto em longo prazo (repercussões na vida adulta). De forma geral, as fêmeas da prole NIC apresentam alterações mais discretas do que os machos em ambos os períodos estudados. / Nutritional, hormonal and environmental changes during critical periods of life (pregnancy and/or lactation) are associated with future changes in the structure and physiology of body tissues and systems, influencing some diseases in adulthood. This phenomenon is known as metabolic programming. Maternal smoking during pregnancy/lactation has been associated with overweight/obesity in childhood and adulthood in both genders. However, studies have shown gender differences in response to nicotine exposure. Although many women quit smoking during pregnancy, data reveal that most women who stop smoking during gestation relapse during lactation. Previously, we showed that adult male rats whose mothers received nicotine during lactation developed overweight, hyperleptinemia and hypothyroidism. Because nicotine affects the adrenal function and, as glucocorticoids and catecholamines have well known effects on adipose tissue, we evaluated adrenal medulla function and leptin content in adipose tissue and muscle of males and females whose dams were nicotine-treated during lactation. On postnatal (PN) day 2, dams were subcutaneously implanted with osmotic minipumps releasing nicotine (6mg/Kg/day) for 14 days of lactation (NIC) or saline. Male and female offspring were killed at 15 and 180 days-old. In PN15, males of NIC group presented higher absolute (+72%) and relative (+73%) VFM, hyperleptinemia (+35%), hypercorticosteronemia (+67%), higher adrenal weight (+39%) and adrenal catecholamine content (absolute: +69% and relative: +41%) although lower TH content (-33%). In PN180, these males displayed higher body mass (+10%), absolute (+47%) and relative (+33%) VFM, hyperleptinemia (+41%), higher leptin content in VAT (+23%), hypercorticosteronemia (+77%), higher adrenal catecholamine content (absolute:+79% and relative:+89%), higher TH expression (+38%), lower in vitro catecholamine release (-19%) and higher ADRB3 content in VAT (+59%). Females of NIC group at PN15 presented lower body mass (-6%) and hyperleptinemia (+41%) but no change in VFM. In PN180, these females showed lower leptin content in SAT (-46%), higher leptin content in muscle (+22%) and lower ADRB3 content in VAT (-39%). Thus, we evidenced a sex dimorphism in the model of programming by maternal nicotine exposure during lactation. The medullary adrenal function and corticosteronemia in adult rat were programmed only in male offspring while the female offspring displayed relevant alterations in leptin content.

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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O consumo de tabaco está freqüentemente associado ao consumo de álcool e a maioria dos usuários inicia o uso e abuso destas drogas na adolescência. Como a ansiedade pode ser um fator de risco para a etiologia do uso e da retirada destas drogas, no presente estudo investigamos os efeitos da fumaça do cigarro e/ou exposição ao etanol durante a adolescência nos níveis de ansiedade ao final do período de exposição e em período curto e longo após retirada. Do 30 ao 45 dia de vida pós-natal (PN30-PN45), camundongos Suíços de ambos os sexos foram expostos a fumaça do cigarro gerada a partir da queima de cigarros para pesquisa contendo 1,7mg de nicotina 8 h/dia e/ou ao etanol (2g/kg, 25%, v/v) através de injeção intraperitoneal em dias alternados. Assim foram utilizados 4 grupos experimentais: 1) SMK+ETOH (exposição a fumaça de cigarro e injeção i.p. de etanol); 2) SMK (exposição a fumaça de cigarro e a salina i.p.); 3) ETOH (exposição a ar e injeção i.p. de etanol); 4) VEH (exposição a ar e injeção i.p. salina). Ao final do período de exposição (PN44-45) e durante a retirada de curta (PN49-50) e longa duração (PN74-75) utilizamos o Labirinto em Cruz Elevado (LCE) para avaliar os níveis de ansiedade e o Teste de Campo Aberto (CA) para avaliar os níveis de ansiedade e a atividade locomotora. Ao final do período de exposição, as fêmeas do grupo SMK apresentaram uma resposta ansiolítica no LCE. Esta resposta foi intensificada pela co-exposição ao etanol. A retirada de curto prazo da fumaça do cigarro provocou um efeito ansiogênico. Os machos do grupo ETOH apresentaram um efeito ansiogênico no LCE ao final do período de exposição, no entanto, este efeito não persistiu em um período curto de retirada. Embora nem os efeitos da fumaça de cigarro, nem os efeitos do etanol tenham persistido após um período longo de retirada, os animais do grupo SMK+ETOH apresentaram uma resposta ansiogênica no CA. Assim, nossos resultados sugerem que fêmeas adolescentes são mais susceptíveis aos efeitos ansiolíticos do fumo do tabaco. O efeito mais intenso no grupo SMK+ETOH sugere que as fêmeas co-usam estas drogas para chegar a níveis mais baixos de ansiedade. Além disso, um aumento da ansiedade após um período longo da retirada conjunta do cigarro e do etanol, pode facilitar as recaídas ao uso destas drogas. / Tobacco smoking is frequently associated with alcohol drinking and most individuals start the use and abuse of these drugs during adolescence. Since anxiety could be a critical factor in the etiology of drug use and withdrawal, in the present work we investigated the effects of cigarette smoke and / or ethanol exposure during adolescence on anxiety levels at the end of the exposure period and during a short- and long-term withdrawal. From postnatal day 30 to 45 (PN30-PN45), male and female Swiss mice were exposed to cigarette smoke generated from the burning of research cigarettes containing 1.7 mg of nicotine in a cigarette smoking machine 8h/day and/or ethanol i.p. injections (2g/kg, 25%, v/v) on alternate days. For this study four experimental groups were used: SMK + ETOH (animals exposed to cigarette smoke and i.p. ethanol injections), SMK (animals exposed to cigarette smoke and i.p. saline), ETOH (i.p. ethanol and air exposure) and VEH (animals received i.p. saline and air exposure). At the end of the exposure period (PN44-45) and during a short- (PN49-50) and long-term (PN74-75) withdrawal, we used the elevated plus maze (EPM) to assess anxiety levels and the open field (OF) test to evaluate both anxiety levels and locomotor activity. At the end of the exposure period, SMK females presented an anxiolytic response in the EPM. This response was intensified by co-exposure to ethanol. A short-term withdrawal from SMK elicited an anxiogenic state. As for males, ETOH elicited an anxiogenic effect in the EPM, however, this effect failed to persist within a few days of withdrawal. Although neither smoke or ethanol effects persisted at long-term withdrawal, SMK+ETOH male and female mice exhibited an anxiogenic response in the OF. Our results suggest that adolescent female mice are more susceptible to the anxiolytic effects of smoke. The stronger effect in the SMK+ETOH group suggests that females combine drinking and smoking to reach lower anxiety levels. Additionally, increased anxiety during long-term smoking and drinking withdrawal may facilitate relapse to drug use.

O presente trabalho estuda a degradação fotocatalítica da nicotina em solução aquosa, um alcaloide altamente tóxico que tem sido detectado em efluentes, águas subterrâneas e água mineral. Os experimentos foram realizados em um reator batelada sob irradiação ultravioleta, tendo sido avaliadas três principais variáveis: concentração inicial do contaminante, concentração de catalisador e pH inicial da solução. Foram realizados dois planejamentos de experimentos para os catalisadores comerciais ZnO e TiO2, com o objetivo de encontrar a melhor condição para promover a degradação da nicotina em água. Outros catalisadores, preparados a partir de resíduos industriais e laboratoriais, foram testados nas condições otimizadas. O método analítico empregado para quantificar a nicotina nas amostras foi a cromatografia líquida de alta eficiência, o que permitiu registrar a formação de intermediários e subprodutos de reação. Os resultados experimentais demostraram que a degradação da nicotina por fotocatálise heterogênea é um processo bastante eficiente. Em ambos os planejamentos, o pH foi a variável que exerceu o maior efeito sobre a degradação, sendo este fortemente positivo. Já a concentração inicial de nicotina exerceu efeito negativo sobre a resposta e a concentração de catalisador em suspensão exibiu um ponto ótimo, que correspondeu a 0,91 g.L-1 para o ZnO, e 1,20 g.L-1 para o TiO2. Ensaios foram realizados nas condições otimizadas encontradas, onde cerca de 98% da molécula foi degradada utilizando ZnO em suspensão e 88% empregando TiO2, em uma hora de reação. A degradação fotocatalítica da nicotina demonstrou seguir uma cinética de pseudoprimeira ordem dentro do tempo de reação de 60 minutos, para os dois catalisadores comerciais. Entre os catalisadores não convencionais que foram testados, aquele que demonstrou o maior percentual de degradação foi obtido a partir de resíduo de uma indústria petroquímica, cerca de 43%. / The present work studies the photocatalytic degradation of nicotine in aqueous solution. This alkaloid is highly toxic and it has been detected in wastewater, groundwater and mineral water. The experiments were performed in a batch reactor under ultraviolet radiation. Three main variables of process were evaluated: initial concentration of pollutant, catalyst concentration and initial pH of the solution. Two experimental designs were performed for commercial catalysts ZnO and TiO2. The purpose was to find the best condition to promote the nicotine degradation in water. Other catalysts prepared from industrial and laboratory waste were tested under the optimized conditions. Analytical method used to quantify nicotine and its degradation products in all samples was high performance liquid chromatography. Experimental results showed that nicotine degradation by heterogeneous photocatalysis is a very efficient process. In both designs, initial pH was the most significant variable which has a strong positive effect. Initial nicotine concentration showed a negative effect, and catalyst concentration exhibited an optimal value for both commercial catalysts: 0,91 g.L-1 using ZnO, and 1,20 g.L-1 with TiO2. At the best conditions, about 98% of the molecule was degraded using ZnO and 88% with TiO2. Photocatalytic nicotine degradation followed a pseudo first order kinetic until 60 minutes of reaction for both commercial catalysts. Among the non-conventional catalysts tested, the one prepared from a petrochemical industry residue exhibited the highest photocatalytic degradation, about 43%.

A Doença de Alzheimer (DA) é a mais comum desordem neurodegenerativa e a principal causa de demência re lacionada a idade. Os números em crescimento de pessoas afetadas pela DA estão diretamente ligados ao aumento na expectativa de vida da população mundial. A DA, por se tratar de uma doença multifatorial, envolve fatores genéticos, moleculares e ambientais.As principais alterações fisiopatológicas, hoje alvos de estudos, são os emaranhados neurofibrilares, constituídos pela proteína tau hiperfosforilada e as placas senis, compostas pelo peptídeo beta-amilóide (Aβ). O peptídeo Aβ tem sido considerado o principal responsável pelos processos de disfunção sináptica, morte neuronal e consequente declínio cognitivo dos pacientes com DA. Diversos processos estão envolvidos na formação deste peptídeo, que uma vez formado desencadeia uma cascata de eventos que envolvem alterações na sinalização celular, ativação da neuroinflamação e geração de um desbalanço na produção de espécies reativas de oxigênio nas organelas presentes nos neurônios culminando na disfunção sináptica e morte celular. Apesar do intenso estudo sobre a fisiopatologia da DA observado nas últimas décadas, ainda não existe o conhecimento completo sobre as causas e sobre o mecanismo que levam a progressão da doença. Os receptores nicotínicos estão presentes no sistema nervoso e, de uma forma geral, são responsáveis pela liberação de neurotransmissores importantes para uma diversidade de processos cognitivos. O estresse oxidativo e a disfunção mitocondrial estão correlacionados a um ciclo vicioso de desequilíbrio que desempenha um importante papel na patogênese da DA. Por isto, neste trabalho procuramos avaliar o efeito da nicotina em um modelo in vitro de toxicidade do peptideo Aß em cultura organotípica de hipocampo de ratos, bem como avaliar os efeitos desta droga sobre as proteínas relacionadas com a neurodegeneração, AKT e GSK-3ß . Além disso, avaliamos as alterações mitocondriais que a nicotina ocasionou em culturas organotipicas. Para isso, as culturas foram expostas ao peptideo Aß e á nicotina concomitantemente por um período de 48h. A morte celular foi aval iada a partir da incorporação do iodeto de propídeo, um marcador de morte de células principalmente em processo de necrose. As cul turas expostas ao peptídeo Aß quando tratadas com nicotina não apresentaram prevenção da morte celular. A nicotina não teve efeito sobre a fosforilação das proteínas AKT e GS K-3ß. através da análise obtida por Western blotting. Entretanto, na análise real izada por citometria de fluxo, utilizando as sondas mitocondriais MitoTracker® e MitoSOX®, observamos um aumento na produção do ânion superóxido, bem como uma diferença na massa mitocondrial nas culturas expostas ao peptideo com nicotina. / Alzheimer's Disease (AD) is the most common neurodegenerative disorder and the leading cause of age-related dementia. The growing numbers of people affected by AD are directly linked to the increase in life expectancy of the world population. The AD, because it is a multifactorial disease, involving genetic, molecular and environmental factors. The main pathophysiological changes, today object of studies, are the neurofibrillary tangles formed by the hyperphosphorylated tau protein and the senile plaques, composed of the betaamyloid peptide (Aß). The Aß peptide has been considered the main responsible for synaptic dysfunction processes, neuronal death and consequent cognitive decline in AD patients. Several processes are involved in the formation of this peptide, which once formed triggers a cascade of events that involve alterations in cell signaling, activation of neuroinflammation and generate an imbalance in the production of reactive oxygen species in the organelles present in neurons culminating in synaptic dysfunction and cell death. Despite the intense study of the pathophysiology of AD observed in recent decades, there is still no complete knowledge about the causes and the mechanisms that lead to disease progression. Nicotinic receptors are present in the nervous system and, in general, are responsible for the release of neurotransmitters important for a variety of cognitive processes. Oxidative stress and mitochondrial dysfunction is correlated to a vicious circle of imbalance plays an important role in the pathogenesis of AD. Therefore, in this study we evaluated the effect of nicotine on a model in vitro toxicity of Aß peptide in organotypic culture in rat hippocampus, and to evaluate the effects of this drug on proteins related to neurodegeneration, Akt and GSK-3β. In addition, we evaluated the mitochondrial alterations that nicotine caused in organotypic cultures. For this, the cultures were exposed to the Aß-peptide and nicotine concomitantly for a period of 48h. Cell death was evaluated from the incorporation of propidium iodide, a marker of cell death mainly in necrosis process. Cultures exposed to Aß peptide when treated with nicotine did not show any preventing cell death. Nicotine had no effect on the phosphorylation of Akt and GSK-3β protein, obtained through the analysis by Western blotting. However, the analysis performed by flow cytometry using the mitochondrial probe MitoTracker® and MitoSOX®, an increase in the production of superoxide anion as well as a difference in mitochondrial mass in peptide cultures exposed to nicotine.

Neste trabalho de tese aplicamos a espectroscopia de Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) junto com a chamada técnica do grupo repórter, aliada a simulação espectral por meio do programa NLSL, para investigar a interação da nicotina dependente com membranas. Também empregamos Ressonância Ferromangnética (RFM), que é uma técnica similar em muitos aspectos ao RPE, para investigamos células-tronco marcadas com nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro (NSOF), previamente preparada no laboratório de nanotecnologia do Instituto Israelita de Ensino e Pesquisa Albert Einstein (IIEPAE). Os resultados relativos à primeira parte da tese, mostraram que a nicotina quando em meio ácido interage com a região da cabeça polar dos fosfolipídios estudados e tem ação penetrante em meio básico. A interação da nicotina com o DPPC resulta em uma desestabilização da fase gel do fosfolipídio. Este fato pode estar relacionado com a ocorrência de doenças respiratórias em tabagistas devido ao fato de que o DPPC é o maior constituinte do complexo surfatante pulmonar. Na segunda parte, fomos capazes de marcar células-tronco com nanopartículas superparmangéticas e também quantificá-las pelo cálculo da área, dupla integral do espectro de RFM das NOSF. Finalmente, fizemos uma caracterização das nanopartículas por meio de experimentos de RFM dependente da variação de temperatura, que confirmaram o comportamento superparamagnético das NOSF. / In this work, we made use of the Electron Paramagnetic Resonance (EPR) spectroscopy along with the so-called reporter group technique and extensive spectral simulations by means of the software NLSL to investigate the interaction of nicotine with model membranes. Besides that we also employed Ferromagnetic Resonance (FMR), which is a technique similar in many aspects to EPR, to investigate stem cells labeled with superparamagnetic nanoparticles of iron oxide (NSOF) previously made at the Nanotechnology Laboratory of the Instituto Israelita de Ensino e Pesquisa Albert Einstein (IIEPAE). The results concerning the first part of our work showed that nicotine in acidic pH value interacts with the polar headgroup region of the phospholipids under investigation, whereas it penetrates the model membrane in alkaline pH value. Also, the interaction of nicotine with DPPC resulted in destabilization of the phospholipid gel phase. This fact could be related to some of the effects of nicotine in respiratory diseases since DPPC is the major constituent of the pulmonary surfactant complex. In the second part of our work, we were able to successfully label stem cells with the superparamagnetic nanoparticles and also quantify that labeling by calculating the area under the double integrated NSOF FMR spectra. We also performed a characterization of the nanoparticles by means of temperature-variation FMR experiments, which showed that the iron oxide nanoparticled indeed had a superparamagnetic behavior.

Orientador: Valeria Helena Alves Cagnon Quitete / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-05T09:34:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_CesarAlexandreFabrega_D.pdf: 8130788 bytes, checksum: 3f9894f04fafdeae064bae417ac67424 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Os efeitos nocivos da nicotina nos diferentes sistemas orgânicos foram relatados em diferentes estudos. Todavia, seus efeitos sobre o sistema genital masculino permanecem obscuros. Assim, o objetivo do presente estudo foi analisar as alterações histológicas, histoquimícas e ultra-estruturais associadas ao estudo morfométrico no lobo ventral da próstata de ratos submetidos à administração crônica de nicotina, estabelecer relações entre essas alterações e as doenças píOstáticas e avaliar os níveis de testosteíOna circülantes no soro. Vinte ratos machos Wistar (Rattus norvergicus) foram divididos em dois grupos experimentais: grupo I nicotina que recebeu 0,125mg /100g de peso corpóreo/diariamente de nicotina e o grupo II controle que recebeu solução fisiológica pela mesma via por 90 dias. Após o período experimental, os animais foram anestesiados e os pesos testiculares, da glândula de coagulação e vesícula seminal foram aferidos. Amostras do lobo ventral das próstatas provenientes dos diferentes grupos foram coletadas, processadas e submetidas às análises: histológica, histoquímicas e ultra-estruturais de transmissão e varredura. Os resultados mostraram que os pesos dos testículos, das vesículas seminais e das glândulas coaguladoras não diferiram significativamente entre os grupos experimentais. As células epiteliais secretoras do lobo ventral da próstata apresentaram-se atrofiadas, além da ocorrência de neoplasia intra-epitelial prostática (NIP), presença de micro-ácinos e diminuição da expressão da fosfatase ácida nas regiões supranuc1ear e apical. Também, foi observada desorganização das organelas envolvidas no processo secretor glandular. No estroma, houve aumento das fibras colágenas e reticulares, amplo pregueamento da membrana basal, células musculares lisas com fenótipo secretor. Assim, conclui-se que a nicotina promove drásticas alterações tanto no epitélio secretor como no estroma da próstata ventral, prejudicando o funcionamento da mesma. Além disso, conclui-se que a nicotina é um agente indutor de lesões pré-malignas podendo contribuir como um fator de risco para desenvolvimento de doenças na glândula prostática / Abstract: The harrnful effects of nicotine on different organ systems have been reported in various experimental and clinical studies. However, its effects on the male genital system remain obscure. Thus, the aim of the present study was to analyze the histological, histochemical and ultrastructural alterations, following by stereology, of the ventral lobe of the prostate of rats submitted to chronic nicotine administration. Also, it was established the relationships between these changes and prostate diseases. Twelve male Wistar rats (Rattus norvegicus) were divided in two experimental groups: group I (nicotine) in wich each rodent, received daily subcutaneously injections of 0.125 mg nicotinell 00 body weight and group II (control) whose rodents received only injections of physiologic saline by the same route for 90 days. Body weight, food and water intake were measured throughout the experimento At the end of the experimental period, the animals were anaesthetized and testicular, coagulation gland and seminal vesicle gland weights were determined. Samples of the ventral prostate obtained ITom the two groups were collected, processed and submitted for histological, histochemical and ultrastructural analyses by transmission and scanning electron microscopies. The results showed no significant differences in testicular, seminal vesicle and coagulation gland weights between the groups. In the nicotine group, the secretory epithelial cells of the ventral lobe of the prostate were atrophied, in addition to the occurrence of prostatic intraepithelial neoplasia, micro-acini and reduced expression of acid phosphatase in the supranuclear and apical cellular regions. Disorganization of organelles involved in the glandular secretory process followed by plasmatic membrane destructuring was also observed. The stroma showed increased collagen and reticular fibers, infolded basal membrane and smooth muscle cells which demonstrated secretory feature. In conclusion, nicotine caused drastic alterations not only in the secretory epithelium but also on the stroma of the ventral prostate lobe, compromising its function. Furtherrnore, nicotine also induced premalignant lesions in the prostatic gland, thus representing a risk factor for the deveIopment of prostate pathlogy / Doutorado / Anatomia / Doutor em Biologia Celular e Estrutural

Orientador: Valeria Helena Alves Cagno Quitete / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-06T20:48:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Favaro_WagnerJose_M.pdf: 3700284 bytes, checksum: 4b1aec37ebb6981bbfdb52290cf218ca (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: o álcool e a nicotina têm ação prejudicial sobre o funcionamento da glândula prostática. Contudo, os mecanismos moleculares e celulares envolvidos nas alterações prostáticas, bem como suas correlações com a patogênese glandular permanecem desconhecidos. Assim, os objetivos do presente estudo foram caracterizar as alterações estruturais das células epiteliais e do estroma e, a expressão dos receptores androgênicos e estrogênicos a. na próstata ventral de ratos sob o efeito da ação concomitante de nicotina e etanol, bem como cada uma dessas drogas isoladamente, além dos níveis plasmáticos dos hormônios testosterona e estrógenos. Também, foi objetivo estabelecer associações das interações epitélio-estromal úente a possível pato gênese glandular. Um total de 40 ratos macho (Rattus norvegicus), com 75 dias de idade, foi dividido em quatro grupos: Grupo controle (10 animais) recebeu água ad libitum; Grupo alcoolista (10 animais) recebeu etanol diluído a 10% Gay Lussac (10% v/v) ad libitum; Grupo nicotina (10 animais) recebeu um total de 0,125mg/l00g de peso corpóreo/diariamente de nicotina (Sigma, St. Louis, USA) por via subcutânea; Grupo nicotina-álcool (10 animais) recebeu tratamento simultâneo com etanol e nicotina, nas mesmas concentrações que nos grupos alcoolista e nicotina. Após 90 dias de tratamento, todos os animais foram sacrificados e amostras do lobo ventral da próstata foram coletadas para análises macroscópicas, microscopias de luz e eletrônica de transmissão e imunomarcações dos receptores androgênicos e estrogênicos a., além das dosagens hormonais. Os resultados revelaram: atrofia dos órgãos genitais masculinos como testículos e vesículas seminais; atrofia epitelial; neoplasia intra-epitelial prostática; desorganização das organelas envolvidas no processo secretor; hipertrofia estromal; presença de microácinos e células inflamatórias e célula muscular lisa com fenótipo secretor. Também, houve diminuição significativa dos rúveis séricos de testosterona e aumento dos níveis séricos de estrógenos nos animais dos grupos nicotina álcool, alcoolista e nicotina em relação aos animais controles, bem como a expressão dos seus respectivos receptores. Assim, concluiu-se que fatores extrínsecos como etanol e nicotina são componentes de risco à homeo~tase da glândula prostática, levando a ocorrência da pato gênese do órgão, a qual poderá ser associada à processos tardios de malignescência glandular / Abstract: Alcohol and nicotme act negatively on the prostatic gland function. However, molecular and cellular mechanisms mvolved m the prostatic alteration, as well as their correlations with glandular pathogenesis remam unclear. Then, the main objective of this study was to identifY the features of the epithelial and stromal prostatic structure and to characterize the expression of the androgenic and a estrogenic receptors in rats submitted to chronic nicotme and alcohol use simultaneously, besides each one of these drugs alone. Moreover, it was mtended to establish the stromal-epithelial mteraction in a possible glandul~ pathogenesis. A total of 40 male rats, aged 75 days, were divided mto 4 groups: Control group (10 animaIs) received tap water ad libitum; Alcoholic group (10 animaIs) received diluted 10% Gay Lussac ethanol ad libitum; Nicotme group (10 animaIs) received a 0.125 mg/100 g body weight dose ofnicotine daily; Nicotine-Alcohol group (10 animaIs) received simultaneous alcohol and nicotme treatment, m the same concentration as the alcoholic and nicotine groups. Afier 90 days of treatment, the animaIs were sacrificed and samples ITom the ventrallobe ofthe prostate were collected and processed for transmission electron and light microscopies, immunological techniques to androgenic and a estrogenic receptor expression and radioimmunoassay techniques to measure testosterone and estrogen levels. The results showed atrophied testes and seminal vesicle, atrophied prostatic epithelial cells, prostatic mtraepithelial neoplasm, disorganization of cellular organelles mvolved m the glandular process, inflammatory cells, diminished testosterone levels and their receptors besides mcreased estrogen levels. All alterations were verified m the different experimental groups, bemg more mtense m the alcohol-nicotme, alcoholic and nicotme groups, respectively. Then, it can be concluded that extrmsic factors like ethanol and nicotme are risk compounds to prostatic homeostasis, leadmg to occurrence of glandular pathogenesis which could be related to glandular malignancy late / Mestrado / Anatomia / Mestre em Biologia Celular e Estrutural