Cerca de 30% dos pacientes com epilepsia continuam refratários ao tratamento medicamentoso e continuam a sofrer crises, mesmo utilizando um ou mais fármacos antiepilépticas. Intervenções não farmacológicas representam uma alternativa aos fármacos antiepilépticos, dentre as quais a acupuntura, uma técnica tradicional chinesa, que é freqüentemente utilizada como tratamento complementar na medicina ocidental. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da acupuntura manual sobre as convulsões no modelo de kindling induzido por pentilenotetrazol (PTZ) em camundongos, comparar o efeito da acupuntura com diazepam, avaliar a sua utilização em associação a uma dose baixa de diazepam, e avaliar parâmetros de estresse oxidativo, inflamação, genotoxicidade e mutagenicidade. No modelo de kindling, os animais dos grupos que receberam acupuntura manual, foram tratados diariamente durante 16 dias com estimulação no acuponto VG20, e a cada três dias os animais receberam o salina ou diazepam (0,15 mg / kg; i.p.) 30 min antes da administração de PTZ (60 mg / kg; s.c.). Nos grupos que não receberam acupuntura manual, os animais receberam salina, diazepam (2 mg / kg; i.p. - controle positivo), diazepam (0,15 mg / kg; i.p.), 30 min antes da administração de PTZ (60 mg / kg; s.c.). O comportamento convulsivo (porcentagem de convulsão e latência para a primeira convulsão) foi observado por 30 min. Após o último tratamento, os animais foram eutanasiados e o córtex, hipocampo, sangue periférico e medula óssea foram coletados para avaliação dos parâmetros de estresse oxidativo, inflamação, genotoxicidade e mutagenicidade. Os dados de porcentagem (%) de convulsão e latência para a primeira convulsão (LFS) foram analisados pelo Teste de Fisher e GEE respectivamente. MAC e MAC + DZP 0.15mg/Kg não impediram a ocorrência das convulsões, nem aumentaram a LFS, com exceção do terceiro dia de tratamento, no qual observou-se aumento na LFS no grupo MAC + DZP 0.15mg/Kg, comportamento que não se repetiu ao longo do protocolo. Observou-se nos grupos MAC e MAC + DZP 0.15mg/Kg uma redução na formação de espécies reativas de oxigênio e na liberação de óxido nítrico, bem como aumento na atividade de SOD e CAT, sugerindo que a acupuntura oferece proteção contra estresse oxidativo. Além disso, nos mesmos grupos verificou-se a redução na expressão da citocina pró-inflamatória (TNF-α). No grupo MAC + DZP 0.15mg/Kg observou-se uma tendência à proteção do DNA no hipocampo, uma vez que não houve diferença em comparação ao grupo Sal/Sal, contudo não foi observada mutagenicidade em nenhum dos grupos de tratamento. Para concluir, os resultados indicaram que MAC em associação ao DZP 0.15mg/Kg foi capaz de alterar parâmetros associados a convulsões mediada por PTZ no modelo de kindling em camundongos, bem como a acupuntura teve um efeito protetor contra estresse oxidativo, neuroinflamação e danos ao DNA no mesmo modelo. / Around 30% of patients with epilepsy continue refractory to drug treatment and continue to suffer crises, even using one or more anti-epileptic drugs. Nonpharmacological interventions represent an alternative to antiepileptic drugs, among which acupuncture, a traditional Chinese technique, which is often used as a complementary treatment in Western medicine. The aim of this study was to evaluate the effect of manual acupuncture on seizures in the kindling model induced by pentylenetetrazol (PTZ) in mice, comparing the effect of acupuncture with diazepam, to evaluate their use in combination with a low dose of diazepam, and evaluate parameters of oxidative stress, inflammation, genotoxicity and mutagenicity. In the model of kindling, the animal groups receiving manual acupuncture, were treated daily for 16 days with stimulation of the acupoint VG20, and every three days the animals received saline or diazepam (0.15 mg / kg, ip) 30 min before PTZ administration (60 mg / kg, sc). In the groups not receiving manual acupuncture, the animals received saline, diazepam (2 mg / kg, ip - positive control), diazepam (0.15 mg / kg, ip) 30 min before the PTZ administration (60 mg / kg ; sc). The convulsive behavior (percentage of seizure and latency to the first seizure) was observed for 30 min. After the last treatment, the animals were euthanized and the cortex, hippocampus, peripheral blood and bone marrow were collected for evaluation of parameters of oxidative stress, inflammation, genotoxicity and mutagenicity. Percentage of seizure (%) and latency to the first seizure (LFS) were analyzed by Fisher test and GEE respectively. MAC and MAC + DZP 0.15mg / kg did not prevent the occurrence of seizures or increased LFS, except for the third day of treatment, in which there was an increase in LFS in the MAC + DZP 0.15mg / kg group, behavior that was not repeated throughout the protocol. It was observed in the MAC and MAC + DZP 0.15mg / kg groups a reduction in the formation of reactive oxygen species and release of nitric oxide and increase in SOD and CAT activity, suggesting that acupuncture provides protection against oxidative stress. Furthermore, in the same groups there was a reduction in the expression of pro-inflammatory cytokine (TNF-α). In the MAC + DZP 0.15mg / kg group there was a tendency to protect DNA in hippocampus since there was no difference in comparison to Sal/Sal group, however mutagenicity was not observed in any of the treatment groups. In conclusion, the results indicated that MAC in association with DZP 0.15mg / kg was able to change parameters associated with seizures mediated in PTZ kindling model in mice, also suggested that acupuncture had a protective effect against oxidative stress, neuroinflammation and damage DNA in the same model.

Thesis (Ph. D.)--Medical College of Ohio, 2003. / "In partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in Medical Sciences." Major advisor: Howard Rosenberg. Document formatted into pages: iv, 144 p. Title from title page of PDF document. Includes bibliographical references (p. 104-132).

Cerca de 30% dos pacientes com epilepsia continuam refratários ao tratamento medicamentoso e continuam a sofrer crises, mesmo utilizando um ou mais fármacos antiepilépticas. Intervenções não farmacológicas representam uma alternativa aos fármacos antiepilépticos, dentre as quais a acupuntura, uma técnica tradicional chinesa, que é freqüentemente utilizada como tratamento complementar na medicina ocidental. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da acupuntura manual sobre as convulsões no modelo de kindling induzido por pentilenotetrazol (PTZ) em camundongos, comparar o efeito da acupuntura com diazepam, avaliar a sua utilização em associação a uma dose baixa de diazepam, e avaliar parâmetros de estresse oxidativo, inflamação, genotoxicidade e mutagenicidade. No modelo de kindling, os animais dos grupos que receberam acupuntura manual, foram tratados diariamente durante 16 dias com estimulação no acuponto VG20, e a cada três dias os animais receberam o salina ou diazepam (0,15 mg / kg; i.p.) 30 min antes da administração de PTZ (60 mg / kg; s.c.). Nos grupos que não receberam acupuntura manual, os animais receberam salina, diazepam (2 mg / kg; i.p. - controle positivo), diazepam (0,15 mg / kg; i.p.), 30 min antes da administração de PTZ (60 mg / kg; s.c.). O comportamento convulsivo (porcentagem de convulsão e latência para a primeira convulsão) foi observado por 30 min. Após o último tratamento, os animais foram eutanasiados e o córtex, hipocampo, sangue periférico e medula óssea foram coletados para avaliação dos parâmetros de estresse oxidativo, inflamação, genotoxicidade e mutagenicidade. Os dados de porcentagem (%) de convulsão e latência para a primeira convulsão (LFS) foram analisados pelo Teste de Fisher e GEE respectivamente. MAC e MAC + DZP 0.15mg/Kg não impediram a ocorrência das convulsões, nem aumentaram a LFS, com exceção do terceiro dia de tratamento, no qual observou-se aumento na LFS no grupo MAC + DZP 0.15mg/Kg, comportamento que não se repetiu ao longo do protocolo. Observou-se nos grupos MAC e MAC + DZP 0.15mg/Kg uma redução na formação de espécies reativas de oxigênio e na liberação de óxido nítrico, bem como aumento na atividade de SOD e CAT, sugerindo que a acupuntura oferece proteção contra estresse oxidativo. Além disso, nos mesmos grupos verificou-se a redução na expressão da citocina pró-inflamatória (TNF-α). No grupo MAC + DZP 0.15mg/Kg observou-se uma tendência à proteção do DNA no hipocampo, uma vez que não houve diferença em comparação ao grupo Sal/Sal, contudo não foi observada mutagenicidade em nenhum dos grupos de tratamento. Para concluir, os resultados indicaram que MAC em associação ao DZP 0.15mg/Kg foi capaz de alterar parâmetros associados a convulsões mediada por PTZ no modelo de kindling em camundongos, bem como a acupuntura teve um efeito protetor contra estresse oxidativo, neuroinflamação e danos ao DNA no mesmo modelo. / Around 30% of patients with epilepsy continue refractory to drug treatment and continue to suffer crises, even using one or more anti-epileptic drugs. Nonpharmacological interventions represent an alternative to antiepileptic drugs, among which acupuncture, a traditional Chinese technique, which is often used as a complementary treatment in Western medicine. The aim of this study was to evaluate the effect of manual acupuncture on seizures in the kindling model induced by pentylenetetrazol (PTZ) in mice, comparing the effect of acupuncture with diazepam, to evaluate their use in combination with a low dose of diazepam, and evaluate parameters of oxidative stress, inflammation, genotoxicity and mutagenicity. In the model of kindling, the animal groups receiving manual acupuncture, were treated daily for 16 days with stimulation of the acupoint VG20, and every three days the animals received saline or diazepam (0.15 mg / kg, ip) 30 min before PTZ administration (60 mg / kg, sc). In the groups not receiving manual acupuncture, the animals received saline, diazepam (2 mg / kg, ip - positive control), diazepam (0.15 mg / kg, ip) 30 min before the PTZ administration (60 mg / kg ; sc). The convulsive behavior (percentage of seizure and latency to the first seizure) was observed for 30 min. After the last treatment, the animals were euthanized and the cortex, hippocampus, peripheral blood and bone marrow were collected for evaluation of parameters of oxidative stress, inflammation, genotoxicity and mutagenicity. Percentage of seizure (%) and latency to the first seizure (LFS) were analyzed by Fisher test and GEE respectively. MAC and MAC + DZP 0.15mg / kg did not prevent the occurrence of seizures or increased LFS, except for the third day of treatment, in which there was an increase in LFS in the MAC + DZP 0.15mg / kg group, behavior that was not repeated throughout the protocol. It was observed in the MAC and MAC + DZP 0.15mg / kg groups a reduction in the formation of reactive oxygen species and release of nitric oxide and increase in SOD and CAT activity, suggesting that acupuncture provides protection against oxidative stress. Furthermore, in the same groups there was a reduction in the expression of pro-inflammatory cytokine (TNF-α). In the MAC + DZP 0.15mg / kg group there was a tendency to protect DNA in hippocampus since there was no difference in comparison to Sal/Sal group, however mutagenicity was not observed in any of the treatment groups. In conclusion, the results indicated that MAC in association with DZP 0.15mg / kg was able to change parameters associated with seizures mediated in PTZ kindling model in mice, also suggested that acupuncture had a protective effect against oxidative stress, neuroinflammation and damage DNA in the same model.

Cerca de 30% dos pacientes com epilepsia continuam refratários ao tratamento medicamentoso e continuam a sofrer crises, mesmo utilizando um ou mais fármacos antiepilépticas. Intervenções não farmacológicas representam uma alternativa aos fármacos antiepilépticos, dentre as quais a acupuntura, uma técnica tradicional chinesa, que é freqüentemente utilizada como tratamento complementar na medicina ocidental. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da acupuntura manual sobre as convulsões no modelo de kindling induzido por pentilenotetrazol (PTZ) em camundongos, comparar o efeito da acupuntura com diazepam, avaliar a sua utilização em associação a uma dose baixa de diazepam, e avaliar parâmetros de estresse oxidativo, inflamação, genotoxicidade e mutagenicidade. No modelo de kindling, os animais dos grupos que receberam acupuntura manual, foram tratados diariamente durante 16 dias com estimulação no acuponto VG20, e a cada três dias os animais receberam o salina ou diazepam (0,15 mg / kg; i.p.) 30 min antes da administração de PTZ (60 mg / kg; s.c.). Nos grupos que não receberam acupuntura manual, os animais receberam salina, diazepam (2 mg / kg; i.p. - controle positivo), diazepam (0,15 mg / kg; i.p.), 30 min antes da administração de PTZ (60 mg / kg; s.c.). O comportamento convulsivo (porcentagem de convulsão e latência para a primeira convulsão) foi observado por 30 min. Após o último tratamento, os animais foram eutanasiados e o córtex, hipocampo, sangue periférico e medula óssea foram coletados para avaliação dos parâmetros de estresse oxidativo, inflamação, genotoxicidade e mutagenicidade. Os dados de porcentagem (%) de convulsão e latência para a primeira convulsão (LFS) foram analisados pelo Teste de Fisher e GEE respectivamente. MAC e MAC + DZP 0.15mg/Kg não impediram a ocorrência das convulsões, nem aumentaram a LFS, com exceção do terceiro dia de tratamento, no qual observou-se aumento na LFS no grupo MAC + DZP 0.15mg/Kg, comportamento que não se repetiu ao longo do protocolo. Observou-se nos grupos MAC e MAC + DZP 0.15mg/Kg uma redução na formação de espécies reativas de oxigênio e na liberação de óxido nítrico, bem como aumento na atividade de SOD e CAT, sugerindo que a acupuntura oferece proteção contra estresse oxidativo. Além disso, nos mesmos grupos verificou-se a redução na expressão da citocina pró-inflamatória (TNF-α). No grupo MAC + DZP 0.15mg/Kg observou-se uma tendência à proteção do DNA no hipocampo, uma vez que não houve diferença em comparação ao grupo Sal/Sal, contudo não foi observada mutagenicidade em nenhum dos grupos de tratamento. Para concluir, os resultados indicaram que MAC em associação ao DZP 0.15mg/Kg foi capaz de alterar parâmetros associados a convulsões mediada por PTZ no modelo de kindling em camundongos, bem como a acupuntura teve um efeito protetor contra estresse oxidativo, neuroinflamação e danos ao DNA no mesmo modelo. / Around 30% of patients with epilepsy continue refractory to drug treatment and continue to suffer crises, even using one or more anti-epileptic drugs. Nonpharmacological interventions represent an alternative to antiepileptic drugs, among which acupuncture, a traditional Chinese technique, which is often used as a complementary treatment in Western medicine. The aim of this study was to evaluate the effect of manual acupuncture on seizures in the kindling model induced by pentylenetetrazol (PTZ) in mice, comparing the effect of acupuncture with diazepam, to evaluate their use in combination with a low dose of diazepam, and evaluate parameters of oxidative stress, inflammation, genotoxicity and mutagenicity. In the model of kindling, the animal groups receiving manual acupuncture, were treated daily for 16 days with stimulation of the acupoint VG20, and every three days the animals received saline or diazepam (0.15 mg / kg, ip) 30 min before PTZ administration (60 mg / kg, sc). In the groups not receiving manual acupuncture, the animals received saline, diazepam (2 mg / kg, ip - positive control), diazepam (0.15 mg / kg, ip) 30 min before the PTZ administration (60 mg / kg ; sc). The convulsive behavior (percentage of seizure and latency to the first seizure) was observed for 30 min. After the last treatment, the animals were euthanized and the cortex, hippocampus, peripheral blood and bone marrow were collected for evaluation of parameters of oxidative stress, inflammation, genotoxicity and mutagenicity. Percentage of seizure (%) and latency to the first seizure (LFS) were analyzed by Fisher test and GEE respectively. MAC and MAC + DZP 0.15mg / kg did not prevent the occurrence of seizures or increased LFS, except for the third day of treatment, in which there was an increase in LFS in the MAC + DZP 0.15mg / kg group, behavior that was not repeated throughout the protocol. It was observed in the MAC and MAC + DZP 0.15mg / kg groups a reduction in the formation of reactive oxygen species and release of nitric oxide and increase in SOD and CAT activity, suggesting that acupuncture provides protection against oxidative stress. Furthermore, in the same groups there was a reduction in the expression of pro-inflammatory cytokine (TNF-α). In the MAC + DZP 0.15mg / kg group there was a tendency to protect DNA in hippocampus since there was no difference in comparison to Sal/Sal group, however mutagenicity was not observed in any of the treatment groups. In conclusion, the results indicated that MAC in association with DZP 0.15mg / kg was able to change parameters associated with seizures mediated in PTZ kindling model in mice, also suggested that acupuncture had a protective effect against oxidative stress, neuroinflammation and damage DNA in the same model.

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

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.

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

Κύριος στόχος της εργασίας ήταν η συγκριτική μελέτη της παλίνδρομης αναστολής μεταξύ του ραχιαίου και του κοιλιακού πόλου του ιππόκαμπου αρουραίου. Χρησιμοποιήθηκε η μεθοδολογία της in vitro διατήρησης τομών ιππόκαμπου και εξωκυττάριων καταγραφών προκλητών δυναμικών πεδίου. Τα αποτελέσματά μας έδειξαν ότι η GABAA εξαρτώμενη παλίνδρομη αναστολή είναι ασθενέστερη, έχει μικρότερη διάρκεια και φθίνει πιο γρήγορα στον κοιλιακό σε σχέση με το ραχιαίο ιππόκαμπο. Χρησιμοποιώντας διάφορα φάρμακα που δρουν ενισχυτικά στον GABAA υποδοχέα δείξαμε ότι υπάρχει λειτουργική διαφοροποίηση του GABAA εξαρτώμενου ανασταλτικού μηχανισμού μεταξύ των δύο πόλων του ιππόκαμπου, ενισχύοντας την υπόθεση της λειτουργικής διαφοροποίησης στο επίπεδο του υποδοχέα μεταξύ των δύο πόλων. Στην in vivo μελέτη, χρησιμοποιώντας το μοντέλο επαγωγής επιληπτικών κρίσεων με χορήγηση πεντυλενοτετραζόλης, δείξαμε ότι η ενίσχυση της GABAA εξαρτώμενης αναστολής απο τα κατασταλτικά φάρμακα συσχετίζεται με το μέγεθος της αντιεπιληπτικής τους δράσης. Επιπλέον, η βιταμίνη D δεν παρουσίασε αντιεπιληπτική δράση στους C57BL/6J μύες, ούτε ενίσχυσε την αναστολή, κάτι που δείχνει ότι δεν έχει επίδραση στον GABAA υποδοχέα ή, τουλάχιστον, στους υπότυπούς του στον ιππόκαμπο. / The major aim of this work was the comparative study of recurrent inhibition between the dorsal and ventral pole of the rat hippocampus. We used the methodology of in vitro maintenance of hippocampal slices and recording of evoked field potentials. We showed that the GABAA mediated recurrent inhibition is weaker, lasts less and decays faster in ventral than in dorsal hippocampus. Using various drugs that act as positive allosteric modulators of the GABAA receptor, we showed that there is a functional differentiation of the GABAA inhibitory mechanism between the two hippocampal poles, strengthening the hypothesis of the functional differentiation at the level of the receptor between the two poles. In the in vivo study, using the pentylenetetrazole model for inducing epileptic seizures, we showed that the enhancement of the GABAA mediated recurrent inhibition correlates with the strength of antiepileptic action of the sedative drugs used. In addition vitamin D did not show antiepileptic action in C57BL/6J mice. Moreover it didn’t enhance recurrent inhibition, showing that it doesn’t have any action on the GABAA receptor or, at least, on its subtypes in hippocampus.