Epilepsia é uma desordem neurológica que afeta o sistema nervoso central, predispondo o paciente a crises recorrentes, as quais apresentam uma alta demanda energética cerebral, e que culminam na depleção dos níveis de glicose cerebrais conforme a crise epiléptica progride de aguda (até 5 min) à prolongada (de 5 min até algumas horas). A presente tese mapeou os diferentes modelos de crises e síndromes epilépticas com enfoque em peixe-zebra, no intuito de selecionar o melhor modelo em nosso universo experimental para investigar quais outros substratos energéticos poderiam ser utilizados pelo cérebro frente ao hipometabolismo da glicose em crises epilépticas prolongadas induzidas por pentilenotetrazol. Hipotetizou-se um ambiente produtor de peróxido de hidrogênio como agente modulatório do metabolismo energético neste tipo de crise epiléptica. Para tanto se caracterizou o protocolo de respirometria de alta resolução em dissociado cerebral de peixe-zebra adulto. Os peixes foram expostos a pentilenotetrazol por diferentes tempos. Detectou-se um desacoplamento entre o metabolismo da glicose e o consumo de O2 para produção de ATP em crises epilépticas prolongadas de 20 min. Neste momento, testou-se o impacto dos seguintes substratos energéticos sobre o consumo de O2 para produção de ATP: L-glutamato, L-glutamina, L-lactato, e β-hidroxibutirato. Também foi avaliado o sistema pró/antioxidante em amostras de cérebro de peixe-zebra adulto submetido a crises epilépticas prolongadas por 20 min (CEUA – 28043). Os resultados indicam o uso do L-glutamato e da L-glutamina como substratos energéticos para a manutenção de crises epilépticas prolongadas, e um ambiente favorável à produção de peróxido de hidrogênio, pela redução da atividade do Complexo I mitocondrial, pelo aumento da atividade das enzimas superóxido dismutase e glutationa peroxidase, e pelo aumento da oxidação de diclorofluoresceína. A literatura aponta para uma inibição da glicerol-3-fosfato-desidrogenase e piruvato-cinase, e uma ativação da glicose-6-fosfato-desidrogenase por aumento de peróxido de hidrogênio, o que culmina na diminuição da utilização da glicose como substrato energético. A completa oxidação do glutamato na presença de baixos níveis de piruvato ocorre via saída do malato da matriz mitocondrial e sua conversão a piruvato pela enzima málica. Ambas as enzimas produtoras de Fosfato de dinucleótido de nicotinamida e adenina reduzida citadas acimas apresentam atividade aumentada no modelo de convulsão abordado. Portanto, o metabolismo glutamatérgico é fundamental para a manutenção energética, e para a atividade de defesas antioxidantes em momentos de crises epilépticas prolongadas induzidas por pentilenotetrazol em peixe zebra adulto. / Epilepsy is a brain disorder, which promotes the predisposition to events of high energy expenditure known as epileptic seizure. As epileptic seizure progress form acute (until 5 min of duration) to prolonged (above 5 min of duration), lower is the concentration of glucose in the brain. This thesis mapped all models of zebrafish epileptic seizure and epileptic syndrome to choose the best model in our experimental conditions to evaluate the impact of other substrates under glucose brain hypometabolism related to prolonged epileptic seizure induced by pentylenetetrazole. It was hypothesized that an environment with high concentrations of hydrogen peroxide could be connecting with the fast metabolic modulation in this model. To do so, the highresolution respirometry protocol for zebrafish brain dissociated was characterized. Fish were exposed to pentylenetetrazole by different duration. There was a decoupling between glucose brain metabolism and O2 consumption to ATP synthesis after 20 min of exposure to pentylenetetrazole. At this moment, the impact of the following substrates were measured under O2 consume to ATP synthesis: L-glutamate, L-glutamine, L-lactate, and β-hydroxybutyrate. The redox balanced was evaluated as well (CEUA – 28043). Data indicate L-glutamate and L-glutamine as the main energy substrate to maintain prolonged epileptic seizure. There was an environment prone to hydrogen peroxide, because mitochondrial complex I activity was impered, and the enzymes superoxide dismutase and glutamine peroxidase were activity, as well as the oxidation of diclorofluoresceine was increased. Hydrogen peroxide activates glucose-6-phosphate-dehydrogenase, and inhibits glycerol-3-phosphatedehydroganase as well as piruvate kinase. Therefore the glucose metabolism would be modulated to antioxidant defense instead of glycolysis. In low pyruvate concentrations, malate from glutamate is transported to the cytosol and converted to pyruvate and Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate. The activity of glucose-6- phosphate-dehydrogenase and citosolic malic enzyme were increased. Therefore, glutamate metabolismo is imperative to energy maintain prolonged epileptic seizure and to antioxidante defense to avoid further damage.

Epilepsia é uma desordem neurológica que afeta o sistema nervoso central, predispondo o paciente a crises recorrentes, as quais apresentam uma alta demanda energética cerebral, e que culminam na depleção dos níveis de glicose cerebrais conforme a crise epiléptica progride de aguda (até 5 min) à prolongada (de 5 min até algumas horas). A presente tese mapeou os diferentes modelos de crises e síndromes epilépticas com enfoque em peixe-zebra, no intuito de selecionar o melhor modelo em nosso universo experimental para investigar quais outros substratos energéticos poderiam ser utilizados pelo cérebro frente ao hipometabolismo da glicose em crises epilépticas prolongadas induzidas por pentilenotetrazol. Hipotetizou-se um ambiente produtor de peróxido de hidrogênio como agente modulatório do metabolismo energético neste tipo de crise epiléptica. Para tanto se caracterizou o protocolo de respirometria de alta resolução em dissociado cerebral de peixe-zebra adulto. Os peixes foram expostos a pentilenotetrazol por diferentes tempos. Detectou-se um desacoplamento entre o metabolismo da glicose e o consumo de O2 para produção de ATP em crises epilépticas prolongadas de 20 min. Neste momento, testou-se o impacto dos seguintes substratos energéticos sobre o consumo de O2 para produção de ATP: L-glutamato, L-glutamina, L-lactato, e β-hidroxibutirato. Também foi avaliado o sistema pró/antioxidante em amostras de cérebro de peixe-zebra adulto submetido a crises epilépticas prolongadas por 20 min (CEUA – 28043). Os resultados indicam o uso do L-glutamato e da L-glutamina como substratos energéticos para a manutenção de crises epilépticas prolongadas, e um ambiente favorável à produção de peróxido de hidrogênio, pela redução da atividade do Complexo I mitocondrial, pelo aumento da atividade das enzimas superóxido dismutase e glutationa peroxidase, e pelo aumento da oxidação de diclorofluoresceína. A literatura aponta para uma inibição da glicerol-3-fosfato-desidrogenase e piruvato-cinase, e uma ativação da glicose-6-fosfato-desidrogenase por aumento de peróxido de hidrogênio, o que culmina na diminuição da utilização da glicose como substrato energético. A completa oxidação do glutamato na presença de baixos níveis de piruvato ocorre via saída do malato da matriz mitocondrial e sua conversão a piruvato pela enzima málica. Ambas as enzimas produtoras de Fosfato de dinucleótido de nicotinamida e adenina reduzida citadas acimas apresentam atividade aumentada no modelo de convulsão abordado. Portanto, o metabolismo glutamatérgico é fundamental para a manutenção energética, e para a atividade de defesas antioxidantes em momentos de crises epilépticas prolongadas induzidas por pentilenotetrazol em peixe zebra adulto. / Epilepsy is a brain disorder, which promotes the predisposition to events of high energy expenditure known as epileptic seizure. As epileptic seizure progress form acute (until 5 min of duration) to prolonged (above 5 min of duration), lower is the concentration of glucose in the brain. This thesis mapped all models of zebrafish epileptic seizure and epileptic syndrome to choose the best model in our experimental conditions to evaluate the impact of other substrates under glucose brain hypometabolism related to prolonged epileptic seizure induced by pentylenetetrazole. It was hypothesized that an environment with high concentrations of hydrogen peroxide could be connecting with the fast metabolic modulation in this model. To do so, the highresolution respirometry protocol for zebrafish brain dissociated was characterized. Fish were exposed to pentylenetetrazole by different duration. There was a decoupling between glucose brain metabolism and O2 consumption to ATP synthesis after 20 min of exposure to pentylenetetrazole. At this moment, the impact of the following substrates were measured under O2 consume to ATP synthesis: L-glutamate, L-glutamine, L-lactate, and β-hydroxybutyrate. The redox balanced was evaluated as well (CEUA – 28043). Data indicate L-glutamate and L-glutamine as the main energy substrate to maintain prolonged epileptic seizure. There was an environment prone to hydrogen peroxide, because mitochondrial complex I activity was impered, and the enzymes superoxide dismutase and glutamine peroxidase were activity, as well as the oxidation of diclorofluoresceine was increased. Hydrogen peroxide activates glucose-6-phosphate-dehydrogenase, and inhibits glycerol-3-phosphatedehydroganase as well as piruvate kinase. Therefore the glucose metabolism would be modulated to antioxidant defense instead of glycolysis. In low pyruvate concentrations, malate from glutamate is transported to the cytosol and converted to pyruvate and Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate. The activity of glucose-6- phosphate-dehydrogenase and citosolic malic enzyme were increased. Therefore, glutamate metabolismo is imperative to energy maintain prolonged epileptic seizure and to antioxidante defense to avoid further damage.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Seizures are the main clinical manifestation of epilepsy. Epilepsy is a common neurological disorder with an incidence of 1% in the general population, with about 20 to 30% of patients are refractory to treatment with antiepileptic drugs available. There is evidence for the involvement of reactive oxygen species (ROS) in the pathophysiology of epilepsy, however, determines their role is difficult since oxidative stress can be a cause or consequence of epileptic seizures. Considering the large number of patients refractory to available treatment, and that oxidative damage appears to be an important factor involved in crises, alternative therapies that enhance antioxidant defenses and / or decrease the oxidative damage may become important adjuvants in the treatment of epileptic seizures, as exercise and caffeine administration. In this sense the present work aimed to investigate the effects of physical activity and caffeine supplementation on behavioral and electroencephalographic (EEG) seizures, as well as on changes in oxidative parameters induced by pentylenetetrazol (PTZ) in rats. The first study showed that physical exercise (swimming for 6 weeks) attenuated the onset and duration of generalized seizures induced by administration of PTZ (45 mg / kg i.p) and attenuated the increase in amplitude of EEG waves induced by PTZ (30, 45 and 60 mg / kg i.p). The Pearson correlation analysis revealed that the protection of physical training against seizures, correlates with the content of non-protein thiol (NPT), Na+,K+-ATPase activity and glutamate uptake. Exercise increased the activity of superoxide dismutase (SOD) and the content of the NPT per se. Moreover, physical exercise protect against PTZ-induced neutoxicity, characterized here by ROS production, lipid peroxidation (LPO), protein carbonylation, decreased the content of TNP inhibition of SOD and catalase (CAT) and inhibition of glutamate uptake. The second study, showed that prolonged administration of caffeine (6 mg / kg, 15 days po), but not acute administration decreased the duration of generalized tonic-clonic seizures and attenuated the increase in EEG amplitude induced by PTZ (60 mg / kg i.p). Moreover, prolonged administration of caffeine increased content of reduced glutathione (GSH) per se and protected against increased LPO, ROS and the inhibition of Na+,K+-ATPase activity induced by PTZ. Infusion of L-buthioninesulfoximine (BSO, 3.2 micromol / site, i.c.v), an inhibitor of GSH synthesis, two days before the injection of PTZ, reversed the anticonvulsant effect of caffeine on seizures and oxidative damage induced by PTZ. In addition, a subsequent study has revealed that the prolonged administration of caffeine along with exercise for 4 weeks increased the latency to first myoclonic seizure and first generalized beyond decreased the time spend on generalized seizures induced by the administration of PTZ (60 mg / kg i.p ). Considering the data presented in this study, conclude that physical exercise and supplementation with caffeine attenuates seizures by positively modulating the antioxidant system and maintain Na+,K+-ATPase activity. / As crises convulsivas constituem a principal manifestação clínica da epilepsia. A epilepsia é uma condição neurológica crônica com incidência de 1 % na população em geral sendo que cerca de 20 a 30% dos pacientes apresentam-se refratários ao tratamento com as drogas antiepiléticas disponíveis. Existem evidências para a participação das espécies reativas de oxigênio (EROs) na fisiopatologia das epilepsias, entretanto determinar o seu papel é difícil, uma vez que, o estresse oxidativo pode ser causa ou consequência das crises epilépticas. Considerando o grande número de pacientes refratários ao tratamento disponível, e que o dano oxidativo parece ser um importante fator envolvido nas crises, terapias alternativas que aumentem as defesas antioxidantes e/ou diminuam o dano oxidativo podem se tornar importantes adjuvantes no tratamento das crises epilépticas, como o exercício físico e a administração de cafeína. Neste sentido o presente trabalho teve como objetivo investigar os efeitos da atividade física e da suplementação com cafeína nas convulsões comportamentais e eletroencefalográficas (EEG), bem como nas alterações dos parâmetros oxidativos induzidos por pentilenotetrazol (PTZ) em ratos. No estudo 1 demonstrou-se que o exercício físico (natação 6 semanas) atenuou a latência e a duração das convulsões generalizadas induzidas pela administração de PTZ (45 mg / kg i.p) e atenuou o aumento da amplitude das ondas eletroencefalográficas induzidas por PTZ (30, 45 e 60 mg/Kg i.p). Análise de correlação de Pearson revelou que a proteção do exercício físico contra as convulsões correlaciona-se com conteúdo de tióis não protéicos (TNP), atividade da enzima Na+,K+-ATPase e manutenção da captação de glutamato. O exercício físico aumentou a atividade da superóxido dismutase (SOD) e o conteúdo de TNP per se atenuando a produção de EROs per se. Além disso, o exercício físico protegeu contra a neutoxicidade induzida por PTZ caracterizada aqui pela produção de EROs, peroxidação lipídica (LPO), carbolinação de proteínas, diminuição no conteúdo de TNP inibição da atividade da SOD e catalase (CAT), e a inibição da captação de glutamato. No estudo 2 verificou-se que a administração prolongada de cafeína (6 mg/Kg, 15 dias p.o), mas não a administração aguda diminuiu o tempo gasto nas convulsões tônico-clônico generalizadas e atenuou o aumento da amplitude EEG induzida por PTZ (60 mg/Kg i.p). Além disso, verificou-se que a administração prolongada de cafeína aumentou o conteúdo de glutationa reduzida (GSH) per se e protegeu do aumento da LPO, produção de EROs e inibição da atividade da enzima Na+,K+-ATPase induzida por PTZ. A infusão de L-butionina sulfoximina (BSO, 3,2 micromol / site icv), um inibidor da síntese de GSH, dois dias antes da administração de PTZ reverteu o efeito anticonvulsivante da cafeína frente as convulsões e dano oxidativo induzidos por PTZ. Além disso, um estudo subsequente revelou que a administração prolongada de cafeína juntamente com exercício físico durante 4 semanas aumentou a latência para a primeira convulsão mioclônica e primeira generalizada, além de diminuir a duração das convulsões generalizadas induzidas pela administração de PTZ (60 mg / kg i.p). Considerando os dados apresentados no presente estudo, conclui-se que o exercício físico e a suplementação prolongada com cafeína atenuam as convulsões induzidas por PTZ, por modular positivamente o sistema antioxidante e manter a atividade da enzima Na+,K+-ATPase em ratos.

Epilepsia é uma desordem neurológica que afeta o sistema nervoso central, predispondo o paciente a crises recorrentes, as quais apresentam uma alta demanda energética cerebral, e que culminam na depleção dos níveis de glicose cerebrais conforme a crise epiléptica progride de aguda (até 5 min) à prolongada (de 5 min até algumas horas). A presente tese mapeou os diferentes modelos de crises e síndromes epilépticas com enfoque em peixe-zebra, no intuito de selecionar o melhor modelo em nosso universo experimental para investigar quais outros substratos energéticos poderiam ser utilizados pelo cérebro frente ao hipometabolismo da glicose em crises epilépticas prolongadas induzidas por pentilenotetrazol. Hipotetizou-se um ambiente produtor de peróxido de hidrogênio como agente modulatório do metabolismo energético neste tipo de crise epiléptica. Para tanto se caracterizou o protocolo de respirometria de alta resolução em dissociado cerebral de peixe-zebra adulto. Os peixes foram expostos a pentilenotetrazol por diferentes tempos. Detectou-se um desacoplamento entre o metabolismo da glicose e o consumo de O2 para produção de ATP em crises epilépticas prolongadas de 20 min. Neste momento, testou-se o impacto dos seguintes substratos energéticos sobre o consumo de O2 para produção de ATP: L-glutamato, L-glutamina, L-lactato, e β-hidroxibutirato. Também foi avaliado o sistema pró/antioxidante em amostras de cérebro de peixe-zebra adulto submetido a crises epilépticas prolongadas por 20 min (CEUA – 28043). Os resultados indicam o uso do L-glutamato e da L-glutamina como substratos energéticos para a manutenção de crises epilépticas prolongadas, e um ambiente favorável à produção de peróxido de hidrogênio, pela redução da atividade do Complexo I mitocondrial, pelo aumento da atividade das enzimas superóxido dismutase e glutationa peroxidase, e pelo aumento da oxidação de diclorofluoresceína. A literatura aponta para uma inibição da glicerol-3-fosfato-desidrogenase e piruvato-cinase, e uma ativação da glicose-6-fosfato-desidrogenase por aumento de peróxido de hidrogênio, o que culmina na diminuição da utilização da glicose como substrato energético. A completa oxidação do glutamato na presença de baixos níveis de piruvato ocorre via saída do malato da matriz mitocondrial e sua conversão a piruvato pela enzima málica. Ambas as enzimas produtoras de Fosfato de dinucleótido de nicotinamida e adenina reduzida citadas acimas apresentam atividade aumentada no modelo de convulsão abordado. Portanto, o metabolismo glutamatérgico é fundamental para a manutenção energética, e para a atividade de defesas antioxidantes em momentos de crises epilépticas prolongadas induzidas por pentilenotetrazol em peixe zebra adulto. / Epilepsy is a brain disorder, which promotes the predisposition to events of high energy expenditure known as epileptic seizure. As epileptic seizure progress form acute (until 5 min of duration) to prolonged (above 5 min of duration), lower is the concentration of glucose in the brain. This thesis mapped all models of zebrafish epileptic seizure and epileptic syndrome to choose the best model in our experimental conditions to evaluate the impact of other substrates under glucose brain hypometabolism related to prolonged epileptic seizure induced by pentylenetetrazole. It was hypothesized that an environment with high concentrations of hydrogen peroxide could be connecting with the fast metabolic modulation in this model. To do so, the highresolution respirometry protocol for zebrafish brain dissociated was characterized. Fish were exposed to pentylenetetrazole by different duration. There was a decoupling between glucose brain metabolism and O2 consumption to ATP synthesis after 20 min of exposure to pentylenetetrazole. At this moment, the impact of the following substrates were measured under O2 consume to ATP synthesis: L-glutamate, L-glutamine, L-lactate, and β-hydroxybutyrate. The redox balanced was evaluated as well (CEUA – 28043). Data indicate L-glutamate and L-glutamine as the main energy substrate to maintain prolonged epileptic seizure. There was an environment prone to hydrogen peroxide, because mitochondrial complex I activity was impered, and the enzymes superoxide dismutase and glutamine peroxidase were activity, as well as the oxidation of diclorofluoresceine was increased. Hydrogen peroxide activates glucose-6-phosphate-dehydrogenase, and inhibits glycerol-3-phosphatedehydroganase as well as piruvate kinase. Therefore the glucose metabolism would be modulated to antioxidant defense instead of glycolysis. In low pyruvate concentrations, malate from glutamate is transported to the cytosol and converted to pyruvate and Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate. The activity of glucose-6- phosphate-dehydrogenase and citosolic malic enzyme were increased. Therefore, glutamate metabolismo is imperative to energy maintain prolonged epileptic seizure and to antioxidante defense to avoid further damage.

Os campos magnéticos estáticos interferem com o sistema nervoso central lesado, modificando a atividade de diferentes estruturas e recuperando o comportamento afetado pela lesão. Esse trabalho tem por objetivo investigar os efeitos dos polos magnéticos em ratos Wistar saudáveis e as repercussões comportamentais no Labirinto em Cruz Elevado (LCE) induzidas por pentilenotetrazol (PTZ) e por Alprazolam (ALP) sob o efeito da estimulação magnética. EXPERIMENTO I - Foram utilizados 107 ratos albinos Wistar, machos, pesando entre 270 - 300g. Após quatro dias da implantação de um magneto (3200 Gauss) no crânio dos animais, esses foram submetidos à avaliação comportamental no LCE. Grupos injetados receberam, via intraperitoneal, 30 mg/kg de PTZ ou salina. Os dados obtidos foram analisados por ANOVA, as significâncias foram evidenciadas pelo pós-teste de Holm Sidak com valor de P significativo<0,05. Observamos diminuição no número de entradas nos braços abertos nos grupos PN, PTZ e SMPTZ em relação ao grupo C, e um aumento nas entradas do grupo PSPTZ sobre os grupos PTZ e SMPTZ (F6, 158= 1,91). Análise etológica revelou um aumento da apresentação do comportamento espreitar nos grupos PTZ, SMPTZ, PNPTZ, PSPTZ (F6, 79= 3,51), diminuição na apresentação dos comportamentos mergulho de cabeça (F6, 79= 2,40) e levantamentos (F6, 79= 17,64) nos grupos PN, PS, PTZ, SMPTZ, PNPTZ e PSPTZ em relação ao C. EXPERIMENTO II - Participaram 79 animais mantidos nas mesmas condições experimentais que no experimento I, injetados com Alprazolam (1mg/kg - intraperitoneal) ou salina. Observamos um aumento no número de entradas nos braços abertos nos grupos ALP e SMALP em relação ao grupo C (F6, 144= 3,53). A porcentagem de entradas nos braços abertos foi maior nos grupos ALP e SMALP em relação ao C (F6, 72= 2,41), e a porcentagem de tempo nos braços abertos foi maior no PNALP, comparado com o C (F6, 72= 3,95). A análise etológica revelou um aumento na frequência dos comportamentos mergulho de cabeça (F6, 72= 10,79) e exploração da extremidade final (F6, 72= 6,00) nos grupos ALP, SMALP e PNALP em relação ao C. Para o comportamento de levantamentos (F6, 72= 4,71) também observamos um aumento da frequência desse comportamento para os grupos ALP, SMALP e PSALP em relação ao C. No experimento I, o polo Sul conseguiu antagonizar o efeito do PTZ, na variável espaço-temporal entradas nos braços abertos, além disso, a estimulação magnética polo Norte, mimetizou o efeito do PTZ. No experimento II, ambos os polos magnéticos antagonizaram o efeito ALP na variável espaço-temporal entradas nos braços abertos. As variáveis etológicas também revelaram um antagonismo da resposta ALP, pelo polo Norte e pelo polo Sul. Dessa maneira, esse trabalho mostra através da análise comportamental no LCE que os campos magnéticos podem interferir de maneira distinta com as modificações no comportamento de ratos injetados com PTZ ou ALP / Static magnetic fields interfere with the injured central nervous system, modifying the activity of different structures and recovering the behavior affected by the lesion. The objective of this study was to investigate the effects of magnetic poles on healthy Wistar rats and the behavioral repercussions of the Penzolenotetrazole (PTZ) and Alprazolam (ALP) induction on the Elevated Plus-Maze (EPM) under the effect of magnetic stimulation. EXPERIMENT I - 107 male Wistar rats weighing between 270 and 300 g were used. After four days of implantation of a magneto (3200 Gauss) in the cranium of the animals, they were submitted to behavioral evaluation in the EPM. Injected groups received intraperitoneally 30 mg / kg of PTZ or saline. The data were analyzed by ANOVA, the significance was evidenced by the Holm Sidak post-hoc with a significant P value <0.05. We observed a decrease in the number of entrance open arms in the PN, PTZ and SMPTZ groups compared to group C, and an increase in the PSPTZ group on PTZ and SMPTZ groups (F6, 158 = 1.91). Ethological analysis showed an increase in the peeking out behavior in the PTZ, SMPTZ, PNPTZ, PSPTZ groups (F6, 79 = 3.51) and a decrease in the performance of the head dipping behavior (F6, 79= 2.40), and of rearing in PS, PTZ, SMPTZ, PNPTZ and PSPTZ in relation to C (F6, 79= 17.64). EXPERIMENT II - Participated 79 animals maintained in the same experimental conditions as in experiment I, injected with Alprazolam (1mg / kg - intraperitoneal) or saline. We observed an increase in the number of entrance into open arms in the ALP and SMALP groups compared to group C (F6, 144 = 3.53). And the percentage of open arms entries was higher in the ALP and SMALP groups than C (F6, 72 = 2.41), and the percentage of open arms time spented was higher in PNALP, compared to C (F6, 72 = 3.95). The ethological analysis revealed an increase in the frequency of head dipping behaviors (F6, 72 = 10.79) and end-arm activity (F6, 72 = 6.00) in the groups ALP, SMALP and PNALP in relation to C. Already for the rearing (F6, 72 = 4.71), we also observed an increase in the frequency of this behavior for the ALP, SMALP and PSALP groups in relation to C. In the experiment I, the South pole was able to antagonize the PTZ effect, as reported for the space-time variable in the open arms, besides the North pole magnetic stimulation, mimics the PTZ effect. In the experiment II, both magnetic poles antagonize the ALP effect in the space-time variable in the open arms. The ethological variables also revealed an antagonism of the ALP response, by the North and South poles. Thus, this work shows through the behavioral analysis in the EPM that the magnetic fields can interfere in a different way with the modifications in the behavior of injected rats with PTZ or ALP

Aflatoxins are produced by Aspergillus flavus fungi, mainly A. parasiticus and A. nomius. Aflatoxin B1 (AFB1) is the most common and highly toxic mycotoxin, presents carcinogenic, mutagenic and teratogenic effects. This mycotoxin has been detected in cultures of worldwide importance such as maize, groundnuts, beans, rice, wheat, cotton, sorghum, fruit and also in animal feed. AFB1 exerts its effects after its conversion into liver 8,9-epoxide by the action of cytochrome P-450, which reacts with cellular macromolecules, including proteins, RNA and DNA. Furthermore, there is an increase in levels of reactive oxygen species, altered neurobehavioral performance, damage to motor coordination, and decreased protein levels. Studies show that AFB1 alter the levels of neurotransmitters such as norepinephrine, serotonin and dopamine, and it is known that these changes influence the behavior of animals, also inhibits the activity of the enzyme Na+, K+-ATPase. This enzyme in the brain is essential for the maintenance of the electrochemical gradient, maintenance of resting potential and the release and uptake of neurotransmitters. Thus, a decrease in activity Na+, K+-ATPase could cause increased neuronal excitability, facilitating the occurrence of seizures. Thus, the aim of this study was to investigate the influence of AFB1 in facilitating seizures induced by a subconvulsant dose of pentylenetetrazol (PTZ), and evaluate its toxic effects on the brain, by determining the activity of Na+, K+-ATPase and oxidative stress parameters after acute exposure to AFB1 in rats. EEG recording of the animals was performed after acute oral administration of AFB1 (250 mg/kg) followed by a subconvulsant dose of pentylenetetrazol (30 mg/kg, ip). Prior administration of AFB1 to PTZ reduced the latency of myoclonus, did not alter the total amplitude of the brain waves, and concomitant exposure to PTZ reduced the activity total, α1 and α2/α3 of the enzyme Na+, K+-ATPase in the cerebral cortex. In the hippocampus, the AFB1 and PTZ reduced total and α2/α3 activity of the Na+, K+-ATPase. The AFB1 not alter the activity of catalase (CAT), and glutathione-S-transferase (GST) in the cerebral cortex of animals. We conclude that AFB1 exerts neurotoxic effect, facilitating seizures induced by PTZ possibly by inhibiting Na+, K+-ATPase activity. / As aflatoxinas são produzidas principalmente pelos fungos Aspergillus flavus, A. parasiticus e A. nomius. A aflatoxina B1 (AFB1) é a micotoxina mais frequente e altamente tóxica, apresenta efeitos carcinogênicos, mutagênicos e teratogênicos. Esta micotoxina tem sido detectada em culturas de importância em todo o mundo, como milho, amendoim, feijão, arroz, trigo, algodão, sorgo, frutas e também em rações de animais. A AFB1 exerce seus efeitos após sua conversão hepática em 8,9-epóxido, pela ação de enzimas do citocromo P-450, o qual reage com macromoléculas celulares, incluindo proteínas, RNA e DNA. Além disso, há um aumento nos níveis de espécies reativas de oxigênio, alteração do desempenho neurocomportamental, prejuízos à coordenação motora, e diminuição dos níveis proteicos. Estudos revelam que a AFB1 altera os níveis de neurotransmissores como a norepinefrina, serotonina e dopamina, e sabe-se que estas alterações influenciam no comportamento dos animais, como também inibe a atividade da enzima Na+,K+-ATPase, enzima que no cérebro, é essencial para a manutenção do gradiente eletroquímico, manutenção dos potenciais de repouso e liberação e captação de neurotransmissores. Assim, uma diminuição da atividade Na+,K+-ATPase pode ocasionar aumento da excitabilidade neuronal, facilitando a ocorrência de convulsões. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi investigar a influência da AFB1 em facilitar as convulsões induzidas por uma dose subconvulsivante de pentilenotetrazol (PTZ), e avaliar seus efeitos tóxicos sobre o cérebro, através da determinação da atividade da Na+,K+-ATPase e parâmetros de estresse oxidativo após a exposição aguda à AFB1 em ratos. Foi realizado o registro eletroencefalográfico dos animais após a administração oral aguda de AFB1 (250 μg/kg) seguida por uma dose subconvulsivante de pentilenotetrazol (30 mg/kg, i.p.). A administração prévia da AFB1 ao PTZ reduziu a latência das mioclonias, não alterou a amplitude global das ondas cerebrais, e a exposição concomitante ao PTZ reduziu a atividade total, α1 e α2/α3 da enzima Na+,K+-ATPase no córtex cerebral. No hipocampo, a AFB1 e o PTZ reduziram a atividade total e α2/α3 da Na+,K+-ATPase. A AFB1 não alterou a atividade da catalase (CAT) e da glutationa-S-transferase (GST) no córtex cerebral dos animais. Concluímos que a AFB1 exerce efeito neurotóxico, facilitando as convulsões induzidas por PTZ, possivelmente devido à redução da atividade da enzima Na+,K+-ATPase.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:36:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MoniqueRCG.pdf: 235759 bytes, checksum: f48bac41c2a3fb4cf987477fe476f6d7 (MD5) Previous issue date: 2008-04-07 / The plus-maze discriminative avoidance paradigm has been used to study the relationship between aversive memory and anxiety. The present study aims to verify if the elevated plus-maze can provide information about appetitive memory and anxiety, through a task motivated by food reward. Animals were allowed to explore an elevated plus-maze and received reinforcement in one of the enclosed arms. In a test session performed 24h later, in the absence of reward, rats showed preference for the previously rewarded enclosed arm over the neutral enclosed arm. The administration of diazepam and pentylenetetrazole before training induced, respectively, anxiolytic and anxiogenic effects (as evaluated by open-arm exploration). Both drugs induced amnestic effects, i.e., lack of preference for the rewarded arm in the test session. The results suggest that appetitive memory can be influenced by anxiety levels as well. The plus-maze appetitive discrimination task seems to be a useful model to investigate the relationship between memory and anxiety / O paradigma da esquiva discriminativa no labirinto em cruz elevado ? um modelo j? bem consolidado no estudo da intera??o entre aprendizagem/mem?ria aversiva e ansiedade. O presente trabalho busca avaliar se o labirinto em cruz elevado pode fornecer informa??es a respeito da rela??o entre mem?ria apetitiva/aprendizagem e ansiedade, atrav?s de uma tarefa com recompensa. Nessa tarefa, os ratos s?o colocados em um labirinto em cruz elevado, e enquanto exploram o labirinto, recebem recompensa (alimento) em um dos bra?os fechados do labirinto (bra?o apetitivo). Para avaliar nossa hip?tese, alguns animais n?o receberam nenhum tratamento com droga, enquanto outros receberam inje??es i.p de diazepam (DZP) e pentilenotetrazol (PTZ), a fim de avaliar a influ?ncia da ansiedade sobre a aprendizagem. O primeiro experimento, no qual n?o foi administrado nenhuma droga mostrou que os animais conseguiram reter a tarefa permanecendo bastante tempo no bra?o apetitivo tanto na sess?o de treino, quanto no teste. A reten??o foi mais bem avaliada nos 5 primeiros minutos do teste, quando os animais demonstraram clara prefer?ncia pelo bra?o apetitivo, depois houve extin??o da tarefa. Nos outros dois experimentos observou-se a a??o ansiol?tica (DZP) e ansiog?nica (PTZ) dos f?rmacos administrados antes do treino, analisando a explora??o dos bra?os abertos. Ambos apresentaram um efeito amn?stico sobre a tarefa, ou seja, aboliram a prefer?ncia dos animais pelo bra?o apetitivo na sess?o de teste. Conclu?mos que a mem?ria apetitiva pode depender de um n?vel ?timo de ansiedade. A tarefa de discrimina??o apetitiva no labirinto em cruz elevado parece ser um modelo ?til para investigar essa rela??o entre mem?ria apetitiva e ansiedade

Orientador: Cláudia Vianna Maurer-Morelli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-23T06:03:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reis-Pinto_FernandaChristina_M.pdf: 1859636 bytes, checksum: b8c3841af89fe165c03148ebcc2437ce (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O uso de modelos animais tem trazido grandes benefícios para o conhecimento dos processos biológicos normais, bem como para uma maior compreensão das doenças humanas, inclusive as epilepsias. Embora os modelos de roedores sejam os mais usados para explorar os mecanismos que permeiam a epileptogênese, recentemente, um novo modelo animal foi proposto para o estudo das epilepsias, o Daniorerio. Popularmente conhecido como zebrafish, este pequeno peixe possui muitas vantagens para a experimentação científica, principalmente no que se refere à manipulação genética.O Fator Neurotrófico Derivado do Cérebro (BDNF, do inglês, BrainDerivedNeurotrophicFactor) é a neurotrofina de maior abundância no sistema nervoso central e que está relacionada à plasticidade neuronal. Sabe-se que os níveis de transcritos e protéicos desta neurotrofina estão alterados nas epilepsias, tanto em humanos quanto em modelos animais; porém, o seu papel nesta condição ainda é controverso. Os principais objetivos deste estudo foram (i) investigar o perfil temporal de transcritos dos genes bdnfe seus receptores ntrk2a e ntrk2b após crise epiléptica aguda e (ii) após crises epilépticas repetitivas por meio da técnica da PCR quantitativa (qPCR) usando-se o sistema TaqManTM (AppliedBiosystems, Foster City). As crises epilépticas foram induzidas quimicamente por Pentilenotetrazol (PTZ) em animais adultos e seus encéfalos coletados nos tempos: (i) 0,05h, 12h, 24h, 48h, 72h pós-crise aguda e (ii) uma semana após indução de crise diária por cinco dias consecutivos. Os resultados mostraram que as crises epilépticas modificaram o perfil de expressão das neurotrofinas e apontou para um aumento dos níveis de RNAm do gene bdnf no tempo 0,05h (p= 0,01) que não é descrito em outros modelos. É importante salientar que esses resultados mostram que, no encéfalo do zebrafish, as neurotrofinas estão relacionadas com uma atividade neuronal anormal como em outros modelos animais e em humanos. Este é o primeiro estudo a investigar os níveis de transcritos do gene bdnf e seus receptores no encéfalo do zebrafish, contribuindo para a caracterização deste animal como modelo para estudos das epilepsias / Abstract: Animal models have been contributing to a better understanding of human diseases, including epilepsies. Although rodent models are common organisms used to investigate the mechanisms underlying epileptogenesis, recently, Daniorerio has gained attention as a promising model for epilepsy studies. Popular named as zebrafish, this little fish has many advantages for scientific investigation, especially those related to genetic manipulations. BDNF (Brain Derived Neurotrophic Factor) is the main neurotropic factor in the central nervous system and it is related to neuronal plasticity. It has been reported that both BDNF transcript and protein levels are increased after seizures in patients and experimental models; however, the temporal transcript profile of the BDNF in the zebrafish brain is unknown. The main aim of this study was to investigate the transcripts profile of bdnf, and ntrk2antrk2b genes by quantitative PCR (qPCR) using TaqManTM system (Applied Biosystems, Foster City), (i) after a single seizure and (ii) repetitive seizures. Seizures were chemically induced by Pentylenetetrazole (PTZ) in adult animals and their brains collected at (i) 0,05h, 12h, 24h, 48h, and 72h after acute seizure and (ii) one week after single seizure/day by five consecutive days. Our results showed that in the zebrafish brain, changes in neurotrophins transcript levels were related to an abnormal neuronal activity as seems in other experimental models and patients and presented an increase of bdnf mRNA levels at 0,05h (p=0.01) described for the first time. This is the first study exploring transcript profile of neurotrophins in zebrafish brain and contributes to characterize it as a model for epilepsy studies / Mestrado / Ciencias Biomedicas / Mestra em Ciências Médicas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Experimental models of seizure in animals have represented an important role for the understanding of the physiological and behavioural alterations associated with the human epilepsy. The induction of partial or generalized seizures is an efficient method for evaluating both the susceptibility to seizures and to investigate new anticonvulsant agents. In this sense, studies showed that the convulsive actions of the diphenyl diselenide (PhSe)2 and 2,3-dimercaptopropanol (BAL) compounds are inhibited by diazepam and phenobarbital, two classic allosteric modulators of the GABAergic system. Therefore, arises the interest of to investigate the interaction of the (PhSe)2 and BAL compounds with convulsive agents that act via blockade and/or modulation of the GABAergic system. This is the case of the pentylenetetrazol (PTZ), which exerts its convulsive action by blocking of Cl- channel of the GABAA receptor complex. Taking into account these facts, the present study had as first objective to investigate the effects of the pre-administration of (PhSe)2 and BAL in the model of chemical seizure PTZ-induced in mice (Article 1). For this purpose, mice were pretreated with (PhSe)2 (150 μmol/kg, i.p.) or BAL (250, 500, or 1000 μmol/kg, i.p.) 10 minutes prior to administration of PTZ. The obtained results showed that the pretreatment with (PhSe)2 reduced the latency for seizure PTZ-induced at doses of 40 and 60 mg/kg, beyond to cause a decrease in the latency for death PTZ-induced at dose of 60 mg/kg. However, the convulsive and lethal action PTZ-induced at dose of 80mg/kg was not affected by the pretreatment with (PhSe)2. Similarly, the pretreatment of the animals with BAL reduced the latency for seizure induced by 40 and 50 mg/kg PTZ. In addition, the latency for death PTZ-induced at dose of 40 mg/kg was significantly decreased by the pretreatment with BAL in all doses tested. Particularly, in the dose of 50 mg/kg of PTZ, a significant decrease in the latency for death occurred only when the mice were pretreated with 500 and 1000 μmol/kg of BAL. These results show that (PhSe)2 and BAL act in synergysm with PTZ potentializing its convulsive action, possibly through a modulation of the GABAergic system. Tacking into account the structural similarities between (PhSe)2 and diphenyl ditelluride (PhTe)2 compounds, our further objective was to investigate the effects of the (PhSe)2 and (PhTe)2 compounds on a model of chemical seizure 4-aminopyridine (4-AP)-induced in mice (Article 2). The convulsive action of this agent occurs through a blockade of K+ channels and activation of Ca2+ channels, with consequent release of neurotransmitters, predominantly the glutamate. Moreover, it was investigated the brain lipid peroxidation level after treatment of the animals with 4-AP, as well the effect of the pretretament with the (PhSe)2 and (PhTe)2 compounds on this level. For this purpose, mice were pretreated with (PhSe)2 and (PhTe)2 (50, 100, or 150 μmol/kg, s.c.) 30 minutes before administration of 4-AP (12 mg/kg, i.p.). The obtained results showed that the pretreatment with (PhSe)2 and (PhTe)2 (50, 100, and 150 μmol/kg) significantly increased the latency for clonic and tonic seizure, as well as inhibited the death 4-AP-induced. In addition, it was observed a significant increase in the brain lipid peroxidation levels after treatment with 4-AP, which was significantly inhibited by pretreatment with the (PhSe)2 and (PhTe)2 compounds. Therefore, these results show that (PhSe)2 and (PhTe)2 increase the latency for seizures, as well as inhibit the death 4-AP-induced. It is possible that this effect result of the modulation of redox sites of NMDA receptors, and/or modulation in the Ca2+ channels activity with consequent alteration in the neurotransmitters release. Moreover, the work provided evidences for the anticonvulsant and antioxidant properties of the (PhSe)2 and (PhTe)2 compounds, which point out for its neuroprotective properties in this model. Of general model, the utilization of the models of chemical seizure PTZ- or 4-AP-induced in mice was a useful method in the investigation of the actions on central nervous system of the (PhSe)2, (PhTe)2, and BAL compounds. The use of these convulsive models provided evidences about the convulsive actions, as well as possible mechanisms of action of the evaluated compounds. / Modelos experimentais de convulsão em animais têm representado um papel importante para a compreensão das alterações fisiológicas e comportamentais associadas com a epilepsia humana. A indução de convulsões parciais ou generalizadas é um método eficiente para avaliar tanto a susceptibilidade às convulsões quanto investigar novos agentes anticonvulsivantes. Neste sentido, estudos demonstraram que as ações convulsivantes dos compostos disseleneto de difenila (PhSe)2 e 2,3-dimercaptopropanol (BAL) são inibidas por diazepam e fenobarbital, dois moduladores alostéricos clássicos do sistema GABAérgico. Logo, surge o interesse de investigar os efeitos da interação dos compostos (PhSe)2 e BAL e agentes convulsivantes que ajam através do bloqueio e/ou modulação do sistema GABAérgico. Este é o caso do agente pentilenotetrazol (PTZ), o qual exerce sua ação convulsiva por meio de um bloqueio do canal de Cl- do complexo do receptor GABAA. Considerando estes fatos, o presente estudo teve como primeiro objetivo investigar os efeitos da pré-administração de (PhSe)2 e BAL no modelo de convulsão química induzida por PTZ em camundongos (Artigo 1). Para este propósito, camundongos foram pré-tratados com (PhSe)2 (150 μmol/kg, i.p.) ou BAL (250, 500 ou 1000 μmol/kg, i.p.) 10 minutos antes da administração de PTZ. Os resultados obtidos demonstraram que o pré-tratamento com (PhSe)2 reduziu a latência para a convulsão induzida por PTZ nas doses de 40 e 60 mg/kg, além de causar um decréscimo na latência para a morte induzida por PTZ na dose de 60 mg/kg. Entretanto, a ação convulsivante e letal induzida por PTZ na dose de 80 mg/kg não foi afetada pelo pré-tratamento com (PhSe)2. Similarmente, o pré-tratamento dos animais com BAL reduziu a latência para a convulsão induzida por 40 e 50 mg/kg de PTZ. Além disso, a latência para a morte induzida por PTZ na dose de 40 mg/kg foi significativamente diminuída pelo pré-tratamento com BAL em todas as doses testadas. Particularmente, na dose de 50 mg/kg de PTZ, decréscimo significativo na latência para a morte ocorreu somente quando os camundongos foram pré-tratados com 500 e 1000 μmol/kg de BAL. Estes resultados demonstram que o (PhSe)2 e BAL agem em sinergismo com o PTZ potencializando sua ação convulsiva, possivelmente através de uma modulação do sistema GABAérgico. Tendo em vista as similaridades estruturais entre os compostos (PhSe)2 e ditelureto de difenila (PhTe)2, nosso próximo objetivo foi investigar o efeito dos compostos (PhSe)2 e (PhTe)2 sobre um modelo de convulsão química induzida por 4-aminopiridina (4-AP) em camundongos (Artigo 2). A ação convulsiva deste agente ocorre através do bloqueio de canais de K+ e ativação de canais de Ca2+, com conseqüente liberação de neurotransmissores, predominantemente o glutamato. Além disso, foram investigados os níveis de peroxidação lipídica cerebral após o tratamento dos animais com 4-AP, bem como o efeito do pré-tratamento com os compostos (PhSe)2 e (PhTe)2 sobre esses níveis. Para este fim, camundongos foram pré-tratados com (PhSe)2 e (PhTe)2 (50, 100 ou 150 μmol/kg, s.c.) 30 minutos antes da administração de 4-AP (12 mg/kg, i.p.). Os resultados obtidos demonstraram que o pré-tratamento com (PhSe)2 e (PhTe)2, nas doses de 50, 100 e 150 μmol/kg, aumentou significativamente a latência para a convulsão clônica e tônica, bem como inibiu a morte induzida por 4-AP. Além disso, observamos um significativo aumento nos níveis de peroxidação lipídica cerebral após o tratamento com 4-AP, o qual foi significativamente inibido pelo pré-tratamento com os compostos (PhSe)2 e (PhTe)2. Portanto, estes resultados demonstram que (PhSe)2 e (PhTe)2 aumentam a latência para as convulsões, bem como inibem a morte induzida por 4-AP. É possível que este efeito resulte da modulação de sítios redox de receptores NMDA, e/ou modulação na atividade de canais de Ca2+ com conseqüente alteração na liberação de neurotransmissores. Além disso, o trabalho forneceu evidências para as propriedades anticonvulsivas e antioxidantes dos compostos (PhSe)2 e (PhTe)2, as quais apontam para suas propriedades neuroprotetoras neste modelo. De forma geral, a utilização dos modelos de convulsão química induzida por PTZ e 4-AP em camundongos foi um método útil na investigação das ações sobre o sistema nervoso central dos compostos (PhSe)2, (PhTe)2 e BAL. O emprego destes modelos convulsivos forneceu evidências acerca das ações convulsivas, bem como possíveis mecanismos de ação dos compostos avaliados.

Monosialoganglioside (GM1) is a component of most cell membranes and is thought to play a role in development, recognition and cellular differentiation. Furthermore, GM1 is a neuroprotective agent that has been reported to scavenge free radicals generated during reperfusion and to protect receptors and enzymes from oxidative damage. In the present study we investigate the effect of GM1 on the catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GSH-Px) activities, on the spontaneous chemiluminescence and total radical-trapping potential (TRAP) in cortex of rats ex vivo and in vitro. Systemic GM1 administration (50 mg/kg, i.p.; twice) reduced spontaneous chemiluminescence and increased CAT activity ex vivo. On the other hand, GM1 (103-104 nM) reduced CAT activity in vitro. The other parameters were not affected by GM1 administration. These findings agree with the view that the antioxidant action of GM1 is not due to an intrinsic antioxidant activity of this glycolipid, but due to a secondary decrease of reactive species generation and/or increase of antioxidant defenses. Moreover, we evaluated whether GM1 could have a neuroprotective action on the experimental model of glutaric acidemia, an inherited metabolic disorder characterized by glutaric acid (GA) accumulation and neurological dysfunction, as striatal degeneration and convulsion. The systemic GM1 administration (50 mg/kg, i.p. twice) protected against the convulsions, oxidative damage markers increase (total protein carbonylation and thiobarbituric acid-reactive substances - TBARS) production and Na+,K+-ATPase activity inhibition induced by GA (4 mol/ 2 l) in striatum of rats. Furthermore, convulsive episodes induced by GA strongly correlated with Na+,K+-ATPase activity inhibition in the injected striatum, but not with oxidative stress marker measures. In addition, GM1 (50-200 M) protected against Na+,K+-ATPase inhibition induced by GA (6 mM), but not against oxidative damage in vitro. Intrastriatal administration of muscimol (46 pmol/striatum), a GABAA receptor agonist, but not glutamatergic receptor antagonists MK-801 (3 nmol/striatum) and DNQX (8 nmol/striatum), prevented GA-induced convulsions and inhibition of Na+,K+-ATPase activity. The protection of GM1 and muscimol against GA-induced seizures strongly correlated with Na+,K+-ATPase activity maintenance in the injected striatum with GA. Since GM1 and muscimol prevented neurotoxic effects induced by GA, we investigated the GM1 action after intrastriatal administration of pentylenetetrazole (PTZ), a GABAA receptor antagonist. GM1 treatment prevented seizures, Na+,K+-ATPase inhibition, and increase of TBARS and protein carbonyl induced by PTZ (1.8 mol/striatum) in the rats striatum. Furthermore, these data suggest that Na+,K+-ATPase and GABAA receptor-mediated mechanisms may play important roles in GA-induced seizures and in their prevention by GM1. / O monossialogangliosídeo (GM1) é um componente natural de membrana plasmática que está envolvido no crescimento, reconhecimento e diferenciação celular, além de proteger o SNC da ação dos radicais livres. No presente estudo investigou-se o efeito do GM1 sobre a atividade das enzimas antioxidantes catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD) e glutationa peroxidase (GPx), assim como na quimiluminescência e capacidade antioxidante total (TRAP) em córtex cerebral de ratos machos adultos ex vivo e in vitro. A administração sistêmica de GM1 (50 mg/kg, i.p.; duas doses: 24 horas e 30 minutos antes do sacrifício) reduziu a quimiluminescência e aumentou significativamente a atividade da CAT ex vivo. A adição de GM1 (103-104 nM) ao meio de incubação diminuiu a atividade da CAT in vitro. Estes resultados sugerem que o efeito neuroprotetor do GM1 não é devido à ação antioxidante intrínseca deste glicoesfingolipídeo, mas devido ao aumento secundário das defesas antioxidantes e/ou uma redução da geração de radicais livres. Além disso, avaliamos se o GM1 tinha efeito neuroprotetor em um modelo experimental da acidemia glutárica, um erro inato do metabolismo caracterizado pelo acúmulo tecidual de ácido glutárico (GA) e alterações neurológicas, como degeneração estriatal e convulsões. A administração de GM1 preveniu as convulsões, o aumento da produção dos marcadores do dano oxidativo (carbonilação protéica total e substâncias reativas do ácido tiobarbitúrico - TBARS) e a inibição da atividade da Na+,K+-ATPase induzidas pelo GA (4 mol/2 µl) em estriado de ratos. Além disso, os episódios convulsivos induzidos por GA apresentaram uma correlação significativa com a inibição da atividade da Na+,K+-ATPase no estriado injetado, mas não com os níveis dos marcadores do estresse oxidativo. A adição de GM1 (50 200  ao meio de incubação preveniu a inibição da Na+,K+-ATPase, mas não reduziu o dano oxidativo induzido por GA (6 mM) in vitro. A administração intraestriatal de muscimol (46 pmol/0,5 l), um agonista de receptor GABAA, mas não dos antagonistas de receptores glutamatérgicos, MK-801 (3 nmol/0,5 l) e DNQX (8 nmol/0,5 l), preveniu as convulsões e a inibição da atividade da Na+,K+-ATPase induzidas por GA. A proteção do GM1 e muscimol contra as convulsões induzidas por GA apresentou uma correlação significativa com a manutenção da atividade da Na+,K+-ATPase no estriado injetado com GA. Desde que o GM1 e o muscimol preveniram os efeitos neurotóxicos induzidos pelo GA, investigou-se a ação do GM1 após a administração intraestriatal de pentilenotetrazol (PTZ), um antagonista de receptores GABAA. O tratamento com GM1 preveniu as convulsões, o dano oxidativo e a inibição da atividade da Na+,K+-ATPase induzidas por PTZ (1,8 µmol/2 µl). Esses dados sugerem que a atividade da Na+,K+-ATPase e mecanismos mediados pela ativação de receptores GABAérgicos podem ser de grande importância para a atividade convulsiva induzida por GA, bem como nos mecanismos de neuroproteção induzidos pelo GM1.