Made available in DSpace on 2016-06-02T19:23:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissRLA.pdf: 423500 bytes, checksum: 48847345bf5289e81fbcf58a5684edce (MD5) Previous issue date: 2004-12-17 / Universidade Federal de Sao Carlos / The present work had as objective to investigate the participation of the mechanisms adrenergics of the medial preoptic area (APM) in the salivary secretion induced for the peripheral colinergic stimulation (pilocarpine injection). Holtzman rats had been used (280-320 g). A part of the animals suffered electrolytic lesion in the APM through the ticket from electric chain (1mA x 3x10s), to serve as control, and another part of the animals was submitted to the same procedures of cerebral surgery, except that it was not displayed to the electric chain ticket (SHAM). Animals that suffered the surgery from implant of cannulas guides in the APM for the injection of adrenergics agonists and antagonists were also used. The saliva was collected using previously weighted and inserted balls of cotton in the mouth of the animal that was under anesthesia with quetamina (1mg/mL/kg). Salivation was induced for intraperitoneal injection (IP) of pilocarpine (1mg/mL/kg). The APM lesion in such a way reduced peripheral the pilocarpine-induced salivation group that suffered APM lesion 24 hours before the experiment (APM lesion 340,7 ± 41,1 mg/7min, versus SHAM 428,4 ± 31,6 mg/7min) as much as in the group that suffered APM lesion 5 days before the experiment (APM lesion 310,2 ± 35,4 mg/7min, versus SHAM 494,9 ± 35,5 mg/7min). Reduction in the peripheral pilocarpine-induced salivation was not verified in those animals that had suffered APM lesion 15 days before the experiment (APM lesion 461,6 ± 81,4 mg/7min, versus SHAM 575,7 ± 34,9 mg/7min). The injection of noradrenaline (80 nmol/0,5µL) in the APM did not reduce the peripheral pilocarpine-induced salivation (NOR + Pilo 356,0 ± 36,0 mg/7min versus Saline + Pilo 475,0 ± 73,0 mg/7min). This same drug in the dose of 160 nmol/0,5 µL reduced the peripheral pilocarpine-induced salivation (NOR + Pilo 251,0 ± 50,0 mg/7min versus Saline + Pilo 468,0 ± 59,0 mg/7min). The inhibitory effect of the injection in the APM of noradrenaline (160 nmol/0,5µL) in the peripheral pilocarpine-induced salivation was not reduced by the previous injection of the antagonist of adrenoceptors α2, RX-821002 in the dose of 80 nmol/0,5µL (RX + NOR + Pilo 244,1 ± 29,2 mg/7 min, versus Saline + NOR + Pilo 202,3 ± 34,8 mg/7 min). On the other hand, this same drug injected in the dose of 160 nmol/0,5µL, partially reverted the inhibitory effect of the injection in the APM of noradrenalina (160 nmol/0,5µL) in the peripheral pilocarpine-induced salivation (RX + NOR + Pilo 329,9 ± 77,8 mg/7min, versus Saline + NOR + Pilo 148,2 ± 30,3 mg/7min). The RX- 821002 injected in the APM in the dose of 320 nmol/0,5µL, failed in showing the reversion of the inhibitory effect of the injection in the APM of noradrenaline (160nmol/0,5µL) in the peripheral pilocarpine-induced salivation (RX + NOR + 261,3 ± 18,9 mg/7min, versus Saline + NOR + Pilo 320,4 ± 30,2 mg/7min). The antagonist of adrenergics receptors α1, Prazosin, did not reveal efficient, therefore the inhibitory effect of the injection in the APM of noradrenaline (160 nmol/0,5µL) in the peripheral pilocarpine-induced salivation was not reduced by the previous injection of the adrenergic antagonist α1, Prazosin, in the dose of 160 nmol/0,5µL (Prazosin + NOR + Pilo 223,6 ± 35,8 mg/7min, versus Saline + NOR + Pilo 256,0 ± 58,5 mg/7min). The results show that the noradrenaline injected in the APM reduces the peripheral pilocarpine-induced salivation and this effect is reduced by the previous blockade of the receiving adrenergics α2 of the same area, suggesting to the existence of an adrenergic α2 inhibitory mechanism of the salivation in the APM. / O objetivo deste trabalho foi investigar a participação dos mecanismos adrenérgicos da área preóptica medial (APM) na secreção salivar induzida pela estimulação colinérgica (injeção de pilocarpina) periférica. Foram utilizados Ratos Holtzman (280-320 g). Uma parte dos animais sofreu lesão na APM através da passagem de corrente elétrica (1mA x 3x10s), para servir de controle, uma outra parte dos animais foi submetida aos mesmos procedimentos de cirurgia cerebral, exceto que não foi exposta à passagem de corrente elétrica (lesão fictícia). Foram utilizados também animais que sofreram a cirurgia de implante de cânulas guia na APM para a injeção de agonistas e antagonistas adrenérgicos. A saliva foi coletada utilizando-se bolas de algodão previamente pesadas e inseridas na boca do animal que se encontrava sob anestesia por quetamina (1mg/mL/kg). A salivação foi induzida por injeção intraperitoneal (ip) de pilocarpina (1mg/mL/kg). A lesão da APM reduziu a salivação induzida por pilocarpina ip tanto no grupo que sofreu lesão da APM 24 horas antes do experimento (lesão APM 340,7 ± 41,1 mg/7min, vs. LF 428,4 ± 31,6 mg/7min) quanto no grupo que sofreu a lesão 5 dias antes do experimento (lesão APM 310,2 ± 35,4 mg/7min, vs. LF 494,9 ± 35,5 mg/7min). Não foi verificada redução na salivação induzida por pilocarpina ip nos animais que sofreram lesão 15 dias antes do experimento. (lesão APM 461,6 ± 81,4 mg/7min, vs. LF 575,7 ± 34,9 mg/7min). A injeção de noradrenalina (80 nmol/0,5µL) na APM não reduziu a salivação induzida por pilocarpina ip (NOR + Pilo 356,0 ± 36,0 mg/7min vs. Salina + Pilo 475,0 ± 73,0 mg/7min) Essa mesma droga na dose de 160 nmol/0,5µL reduziu a salivação induzida por pilocarpina ip (NOR + Pilo 251,0 ± 50,0 mg/7min vs. Salina + Pilo 468,0 ± 59,0 mg/7min). O efeito inibitório da injeção na APM de noradrenalina (160 nmol/0,5µL) na salivação induzida por pilocarpina ip não foi reduzido pela injeção prévia do antagonista de receptores adrenégicos α2, RX-821002 na dose de 80 nmol/0,5µL (RX + NOR + Pilo 244,1 ± 29,2 mg/7 min, vs. Salina + NOR + Pilo 202,3 ± 34,8 mg/7min). Já essa mesma droga injetada na dose de 160 nmol/0,5µL, reverteu parcialmente o efeito inibitório da injeção na APM de noradrenalina (160 nmol/0,5µL) na salivação induzida por pilocarpina ip (RX + NOR + Pilo 329,9 ± 77,8 mg/7 min, vs. Salina + NOR + Pilo 148,2 ± 30,3 mg/7min). O RX-821002 injetado na APM na dose de 320 nmol/0,5µL, falhou em mostrar a reversão do efeito inibitório da injeção também na APM de noradrenalina (160nmol/0,5µL) na salivação induzida por pilocarpina ip (RX + NOR + Pilo 261,3 ± 18,9 mg/7 min, vs. Salina + NOR + Pilo 320,4 ± 30,2 mg/7min). O antagonista de receptores adrenégicos α1, Prazosin, não se mostrou eficaz pois o efeito inibitório da injeção na APM de noradrenalina (160 nmol/0,5µL) na salivação induzida por pilocarpina ip não foi reduzido pela injeção prévia do antagonista adrenégico α1, Prazosin, na dose de 160 nmol/0,5µL (Prazosin + NOR + Pilo 223,6 ± 35,8 mg/7 min, vs. Salina + NOR + Pilo 256,0 ± 58,5 mg/7min). Os resultados mostram que a noradrenalina injetada na APM reduz a salivação induzida pela pilocarpina ip e que esse efeito é reduzido pelo bloqueio prévio dos receptores adrenérgicos α2 da mesma área, sugerindo a existência de um mecanismo adrenérgico α2 inibitório da salivação na APM.

Epilepsia é um grupo de desordens neurológicas caracterizada por crises epilépticas recorrentes não provocadas, afligindo 50 milhões de pessoas no mundo. Embora grande parte dos casos possa ser controlada através de medicação um número significativo de pacientes torna-se refratários apesar do tratamento com drogas anticonvulsivantes. Apesar do desenvolvimento bemsucedido de várias novas drogas antiepilépticas, a busca por novas terapias com maior eficácia e tolerabilidade ainda permanece um objetivo importante. O modelo de epilepsia induzido por pilocarpina tem sido amplamente utilizado em roedores para o estudo da patogênese da epilepsia do lobo temporal. Embora estes estudos com modelos animais tenham aumentado nossa compreensão das bases patológicas da epilepsia, os complexos mecanismos epileptogênicas e a geração de crises epilépticas ainda não foram completamente elucidados. Ultimamente, foram desenvolvidos estudos avaliando as características comportamentais de peixe-zebra e peixe-zebra (Danio rerio). Esse vertebrado é um modelo experimental que vem se consolidando em áreas da ciência por ter características bastante atrativas como pequeno custo e espaço requerido para manutenção, homologia genética e anatômica tornando-se de grande valia para uma maior compreensão dos mecanismos envolvidos nas crises epilépticas. A partir disso, o objetivo deste trabalho foi avaliar e caracterizar comportalmentalmente as crises epilépticas induzidas por pilocarpina em peixezebra adulto. Para isso, os animais foram pré-tratados com uma curva de concentrações de pilocarpina nas doses de 150, 200, 300, 350 e 400 mg/Kg e filmados por 30 minutos. Com a maior dose foi observado um perfil claro de crise tônico-clônica. O uso do anticonvulsivo escopolamina na dose de 1mg/Kg, ip, 30 minutos antes da aplicação de PILO na maior concentração 400mg/Kg mostrou-se capaz de prevenir a crise tônico-clônica induzida pela PILO. A avaliação comportamental pós-crise foi realizada no aparato open-tank três dias após a crise quando os animais foram filmados por 6 minutos. Foram analisados distância percorrida, tempo móvel, tempo no topo e tempo no fundo. Os resultados deste estudo permitiram uma caracterização temporal das manifestações comportamentais das crises epliepticas em peixe-zebra adulto induzidas por diferentes concentrações de pilocarpina. / Epilepsy is a group of neurological disorders characterized by recurrent seizures. It affect about 50 million people worldwide, therefore a public health problem of great importance. While most cases can be controlled through medication, a significant number of patients continue to have seizures despite treatment with anticonvulsant drugs. Despite the successful development of several new antiepileptic drugs, the search for new and more effective therapies and greater tolerability remains an important goal. The pilocarpine model has been extensively used in rodents for the study of neural molecular cascades and mechanisms involved in the pathogenesis of temporal lobe epilepsy. Although studies with animal models have increased our understanding of the pathological bases of epilepsy, the epileptogenic complex mechanisms and the generation of epileptic seizures have not yet been fully elucidated. Lately, studies evaluating behavioral characteristics of zebrafish (Danio rerio) were developed. This vertebrate is an experimental model that has been consolidated in various areas of science for having very attractive features as small cost and space requirements for maintenance, rapid development and life cycle, large offspring, translucent embryos and susceptibility to manipulation and microinjection. Hence, the use of new models becomes of huge value to a greater understanding of the mechanisms involved in this pathology and thus the zebrafish emerges as a complementary alternative for the study of seizures and epilepsy. This study aimed to evaluate and characterize the seizures induced by pilocarpine in adult zebrafish. First, animals were treated with a pilocarpine at different concentrations (150, 200, 300 and 400 mg/kg) and filmed for 30 minutes. Tonic-clonic seizures were observed in the higher dose. When scopolamine, an anticholinergic anticonvulsant, was injected 30 minutes before the higher dose treatment, the pilocarpine-induced seizure was prevented. The post seizure behavioral evaluation was performed in the opentank apparatus three days after injection and filmed for 6 minutes. Measures analyzed in open-tank were distance traveled, moving time and time at the top and in the background. Taken together, our results allowed a temporal characterization of the seizures behavioral manifestations induced by different concentrations of pilocarpine in adult zebrafish.

JUSTIFICATIVA: A epilepsia do lobo temporal é foco de grande interesse devido sua alta prevalência e refratariedade ao tratamento medicamentoso. Embora o déficit cognitivo decorrente da epilepsia seja multifatorial, o tratamento com fármacos antiepilépticos (FAEs), importante para o controle das crises epilépticas, pode agravar as alterações cognitivas e comportamentais. OBJETIVO: Avaliar a influência da epilepsia e de fármacos antiepilépticos na memória espacial e na indução do fenômeno de potenciação de longa duração (LTP) na região CA1 hipocampal, em ratos com epilepsia induzida pela pilocarpina. METODOLOGIA: Os animais foram divididos em grupos conforme o tempo que permaneceram em status epilepticus (SE): Pilocarpina A (15minutos) e Pilocarpina B (90minutos). Previamente a aplicação da pilocarpina (250mg/kg i.p.), os animais receberam metilescopolamina (1mg/kg i.p.) para minimizar os efeitos colinérgicos periféricos, decorrido o tempo de SE, receberam diazepan (4mg/kg) para atenuar as manifestações comportamentais. Após 24horas da indução do SE, os animais que permaneceram 90 minutos em SE, iniciaram o tratamento crônico com FAEs (45 dias). Os FAEs escolhidos, a carbamazepina (CBZ) e o fenobarbital (FNB), amplamente utilizados no tratamento clínico das epilepsias, foram administrados em doses terapêutica e elevada (60 e 150mg/kg e 35 e 100mg/kg respectivamente). A memória espacial foi avaliada no labirinto aquático de Morris (LAM), seguindo o protocolo de 4 dias de treino (24 sessões) com a plataforma fixa e invisível. Posteriormente, foi realizado o estudo eletrofisiológico in vitro de LTP. RESULTADOS: Verificamos a necessidade de um período longo de SE (90 minutos), para ocorrer repercussões na memória espacial, assim, encontramos diferença significativa entre o grupo que permaneceu longo período em SE e o controle, durante todos os dias de treinamento (p<0,05 em ANOVA). Não houve diferença no desempenho dos ratos normais no LAM entre os grupos que receberam tratamento crônico com FAEs em dose terapêutica (DE50). Também não encontramos diferença entre os ratos epilépticos que receberam tratamento crônico com FAEs e aqueles que receberam solução salina, porém diferiram significativamente do controle (p<0,05 em ANOVA). O tratamento crônico em doses elevadas de FAEs não apresentou diferença entre os ratos epilépticos tratados com salina, no entanto, houve diferença entre as diferentes doses de CBZ (p=0,034 em ANOVA). Com relação aos dados eletrofisiológicos, encontramos dificuldade na obtenção de LTP em fatias hipocampais de ratos submetidos a diferentes tempos de SE. O tratamento crônico com FAEs (DE50), interferiu de forma significativa na indução da LTP em fatias hipocampais de ratos normais (χ2 =11,74 Qui-quadrado, p=0,01 em Teste t), e dificultou a obtenção de LTP em fatias hipocampais de ratos epilépticos. O tratamento crônico de ratos epilépticos com FAEs em doses elevadas, impediu a indução de LTP, independente do fármaco. CONCLUSÕES: O déficit cognitivo está diretamente relacionado com o tempo de duração do SE, sendo necessário 90 minutos para verificar repercussões no labirinto aquático de Morris. O tratamento crônico com FAEs (CBZ ou FNB), em DE50, não interfere no aprendizado espacial de rato controle, nem de epiléptico, e em doses elevadas também não interfere no desempenho de ratos epilépticos. Com relação aos dados eletrofisiológicos, podemos inferir que a epilepsia induzida pelo modelo experimental da pilocarpina interfere na indução da LTP, independente do tempo de SE, porém, quanto maior a duração, maior a dificuldade na obtenção de LTP. O tratamento crônico com CBZ ou FNB (DE50), interfere na indução da LTP, tanto em ratos controle, quanto em epilépticos, e em doses elevadas impedi a obtenção do fenômeno de LTP. / JUSTIFICATION: The study of temporal lobe epilepsy is of great interest since its prevalence is high and not all patients can achieve acceptable seizure control. Even if the cognitive deficit due to epilepsy is multifactorial, the use of antiepileptic drugs (AEDs), important in controlling the seizures, can aggravate cognitive and behavioral alterations. OBJETIVE: To evaluate how epilepsy and antiepileptic drugs influence spatial memory and the induction of the long term potentiation (LTP) phenomenon, in the CA1 hippocampal region, in pilocarpine-treated epileptic rats. METHODOLOGY: Animals were divided into groups according to the period of time in which they remained in status epilepticus (SE): Pilocarpine A (15minutes) and Pilocarpine B (90minutes). Previous to pilocarpine (250mg/kg i.p.), animals received methylescopolamine (1mg/kg i.p.) in order to attenuate peripheral cholinergic effects. Diazepan (4mg/kg) was administered 15 and 90 minutes after the SE onset to attenuate behavior manifestations. Animals that remained 90 minutes in SE started the chronic treatment with AEDs (45 days) 24 hours after SE induction. The drugs of choice were carbamazepine (CBZ) and Phenobarbital (PB), administered in both therapeutic and elevated doses (60mg/kg, 150mg/kg and 35mg/kg; 100mg/kg respectively). Learning and spatial memory were evaluated in the Morris Water Maze (MWM), according to the protocol of 4 training days (24 sessions). Later, the electrophysiological study of LTP was performed in vitro. RESULTS: We noted a long period of SE (90 minutes) is necessary for repercussions in spatial memory to occur. We verified significant difference between the group that remained in SE for a long period of time and the control group, in every day of training (p<0,05 ANOVA). There was no significant difference in the performance of control rats between the groups that received AEDs (ED50). No significant difference was found between pilocarpine-treated rats receiving AEDs and those which received saline, but there was significant difference when compared to control animals (p<0,05 ANOVA). No significant difference was found between chronic treatment epileptic and control animals, but there was a difference between the two doses of CBZ (p=0,034 ANOVA). Concerning electrophysiological recordings, it was difficult to obtain LTP in hippocampal slices from animals that underwent SE. Chronic treatment with AEDs (ED 50), significantly interfered in LTP induction in hippocampal slices from normal rats (χ2 =11,74 , p=0,01 in t Test), and makes it difficult to obtain LTP in slices from epileptic animals. LTP could not be induced in slices from rats that underwent chronic treatment with AEDs in elevated doses. CONCLUSIONS: Cognitive deficit is directly related to time of SE, 90 minutes of SE are necessary in order to note repercussion in MWM. AEDs (CBZ ou FNB), in ED50, do not interfere in learning of control or epileptic rats, and in elevated dose does not interfere in the performance of epileptic animals. Pilocarpine-induced epilepsy interferes in induction of LTP, and the longer the time of SE the more difficult it is to obtain LTP. Chronic treatment with CBZ or PB (ED50) interferes in LTP induction, for both control and pilocarpine-treated animals, and in elevated doses LTP cannot be obtained.

O status epilepticus (SE) é uma convulsão com duração igual ou superior a 30 minutos ou diversas crises consecutivas sem que o indivíduo retome a consciência por igual período. O SE, quando ocorre durante a infância, induz morte neuronal e pode levar a alterações comportamentais e cognitivas na idade adulta. Têm sido descritos na literatura os efeitos benéficos exercidos pelo exercício físico sobre diversos sistemas, incluindo mais recentemente o sistema nervoso central. No presente estudo, investigamos os efeitos de um protocolo de exercício físico de baixa intensidade em esteira sobre as alterações comportamentais e cognitivas em ratos Wistar submetidos ao SE, induzido pela administração de LiCl-pilocarpina, durante períodos iniciais do desenvolvimento. Na primeira parte do estudo, investigamos o perfil de morte neuronal na região CA1 do hipocampo e no córtex perirrinal ao longo de 7 dias após o SE. Nas duas regiões avaliadas, o SE provocou um aumento no número de neurônios em degeneração em todos os tempos avaliados (1, 3 ou 7 dias). A maior morte neuronal ocorreu 1 dia após a convulsão, apresentando uma diminuição na neurodegeneração nos tempos de 3 e 7 dias em ambas estruturas. Outro grupo de animais foi utilizado para avaliar os efeitos do SE sobre parâmetros comportamentais e os efeitos do exercício físico sobre possíveis alterações decorrentes da crise convulsiva. A atividade locomotora na tarefa de campo aberto não foi alterada em nenhum dos quatro grupos estudados (controle, exercício, SE e SE+exercício). No entanto, o grupo SE apresentou um aumento no número de viagens (saídas do home base) e uma diminuição no número de paradas por viagem em relação ao grupo exercício, bem como uma diminuição no tamanho das viagens em relação aos grupos exercício e SE+exercício. No teste de reconhecimento de objetos o grupo SE apresentou um déficit significativo na memória de longa duração, sendo que esta alteração foi revertida pelo protocolo de treinamento de baixa intensidade em esteira (grupo SE+exercício). A indução de SE por LiCl-pilocarpina na infância e o treinamento físico de baixa intensidade não alteraram os níveis de ansiedade na tarefa de labirinto em cruz elevado em ratos, na idade adulta. Nossos resultados indicam que a atividade física pode promover uma melhora da função cognitiva em modelos animais, sugerindo uma potencial aplicação dessa intervenção na terapia complementar em pacientes que sofreram SE durante a infância. / Status epilepticus (SE) is characterized as a prolonged seizure activity or repeated seizures for a long period (30 min). In immature brains, this kind of seizure is associated with alterations such as neuronal loss and behavioral impairment during adulthood. Several authors have shown that physical exercise improves neurogenesis and can be beneficial to the cognitive function. In this study we evaluated the potential benefits of a low intensity treadmill exercise protocol in order to prevent or modify the long-standing cognitive alterations induced by SE in young Wistar rats. The SE was induced in 16 days old Wistar rats, by the administration of LiCl-pilocarpine. In one subset of animals we evaluated the neuronal loss 1, 3 or 7 days after the SE induction. SE increases the neurodegeneration in the CA1 hippocampal subfield and in the perirhinal cortex in all times tested. The neuronal loss was higher 1 day after lesion, when compared with 3 and 7 days after SE. Another subset of animals was submitted to a low intensity exercise protocol after SE induction, in order to investigate the potential benefits on SE-induced behavioral alterations. In the open field task, we did not find alterations in motor activity among the four groups tested (control, exercised, SE and SE+exercised). SE group presented a high number of trips and a low number of stops per trip when compared with exercised group, as well as a reduction in the trip length when compared with exercised and SE+exercised rats. The second behavioral test performed was the object recognition, where animals from the SE group showed a significantly long-term memory impairment in the adulthood. When SE-induced animals were submitted to the low intensity treadmill exercise protocol, the deficit in the recognition memory was completely reversed. SE-induced during early period of life did not alter any parameter in the plus maze task, indicating no anxietylike behavior. These data suggest that physical exercise may promote an improvement in cognitive function in seizure-induced rats, suggesting a potential application as complementary therapy in patients that suffered SE during the childhood.

JUSTIFICATIVA: A epilepsia do lobo temporal é foco de grande interesse devido sua alta prevalência e refratariedade ao tratamento medicamentoso. Embora o déficit cognitivo decorrente da epilepsia seja multifatorial, o tratamento com fármacos antiepilépticos (FAEs), importante para o controle das crises epilépticas, pode agravar as alterações cognitivas e comportamentais. OBJETIVO: Avaliar a influência da epilepsia e de fármacos antiepilépticos na memória espacial e na indução do fenômeno de potenciação de longa duração (LTP) na região CA1 hipocampal, em ratos com epilepsia induzida pela pilocarpina. METODOLOGIA: Os animais foram divididos em grupos conforme o tempo que permaneceram em status epilepticus (SE): Pilocarpina A (15minutos) e Pilocarpina B (90minutos). Previamente a aplicação da pilocarpina (250mg/kg i.p.), os animais receberam metilescopolamina (1mg/kg i.p.) para minimizar os efeitos colinérgicos periféricos, decorrido o tempo de SE, receberam diazepan (4mg/kg) para atenuar as manifestações comportamentais. Após 24horas da indução do SE, os animais que permaneceram 90 minutos em SE, iniciaram o tratamento crônico com FAEs (45 dias). Os FAEs escolhidos, a carbamazepina (CBZ) e o fenobarbital (FNB), amplamente utilizados no tratamento clínico das epilepsias, foram administrados em doses terapêutica e elevada (60 e 150mg/kg e 35 e 100mg/kg respectivamente). A memória espacial foi avaliada no labirinto aquático de Morris (LAM), seguindo o protocolo de 4 dias de treino (24 sessões) com a plataforma fixa e invisível. Posteriormente, foi realizado o estudo eletrofisiológico in vitro de LTP. RESULTADOS: Verificamos a necessidade de um período longo de SE (90 minutos), para ocorrer repercussões na memória espacial, assim, encontramos diferença significativa entre o grupo que permaneceu longo período em SE e o controle, durante todos os dias de treinamento (p<0,05 em ANOVA). Não houve diferença no desempenho dos ratos normais no LAM entre os grupos que receberam tratamento crônico com FAEs em dose terapêutica (DE50). Também não encontramos diferença entre os ratos epilépticos que receberam tratamento crônico com FAEs e aqueles que receberam solução salina, porém diferiram significativamente do controle (p<0,05 em ANOVA). O tratamento crônico em doses elevadas de FAEs não apresentou diferença entre os ratos epilépticos tratados com salina, no entanto, houve diferença entre as diferentes doses de CBZ (p=0,034 em ANOVA). Com relação aos dados eletrofisiológicos, encontramos dificuldade na obtenção de LTP em fatias hipocampais de ratos submetidos a diferentes tempos de SE. O tratamento crônico com FAEs (DE50), interferiu de forma significativa na indução da LTP em fatias hipocampais de ratos normais (χ2 =11,74 Qui-quadrado, p=0,01 em Teste t), e dificultou a obtenção de LTP em fatias hipocampais de ratos epilépticos. O tratamento crônico de ratos epilépticos com FAEs em doses elevadas, impediu a indução de LTP, independente do fármaco. CONCLUSÕES: O déficit cognitivo está diretamente relacionado com o tempo de duração do SE, sendo necessário 90 minutos para verificar repercussões no labirinto aquático de Morris. O tratamento crônico com FAEs (CBZ ou FNB), em DE50, não interfere no aprendizado espacial de rato controle, nem de epiléptico, e em doses elevadas também não interfere no desempenho de ratos epilépticos. Com relação aos dados eletrofisiológicos, podemos inferir que a epilepsia induzida pelo modelo experimental da pilocarpina interfere na indução da LTP, independente do tempo de SE, porém, quanto maior a duração, maior a dificuldade na obtenção de LTP. O tratamento crônico com CBZ ou FNB (DE50), interfere na indução da LTP, tanto em ratos controle, quanto em epilépticos, e em doses elevadas impedi a obtenção do fenômeno de LTP. / JUSTIFICATION: The study of temporal lobe epilepsy is of great interest since its prevalence is high and not all patients can achieve acceptable seizure control. Even if the cognitive deficit due to epilepsy is multifactorial, the use of antiepileptic drugs (AEDs), important in controlling the seizures, can aggravate cognitive and behavioral alterations. OBJETIVE: To evaluate how epilepsy and antiepileptic drugs influence spatial memory and the induction of the long term potentiation (LTP) phenomenon, in the CA1 hippocampal region, in pilocarpine-treated epileptic rats. METHODOLOGY: Animals were divided into groups according to the period of time in which they remained in status epilepticus (SE): Pilocarpine A (15minutes) and Pilocarpine B (90minutes). Previous to pilocarpine (250mg/kg i.p.), animals received methylescopolamine (1mg/kg i.p.) in order to attenuate peripheral cholinergic effects. Diazepan (4mg/kg) was administered 15 and 90 minutes after the SE onset to attenuate behavior manifestations. Animals that remained 90 minutes in SE started the chronic treatment with AEDs (45 days) 24 hours after SE induction. The drugs of choice were carbamazepine (CBZ) and Phenobarbital (PB), administered in both therapeutic and elevated doses (60mg/kg, 150mg/kg and 35mg/kg; 100mg/kg respectively). Learning and spatial memory were evaluated in the Morris Water Maze (MWM), according to the protocol of 4 training days (24 sessions). Later, the electrophysiological study of LTP was performed in vitro. RESULTS: We noted a long period of SE (90 minutes) is necessary for repercussions in spatial memory to occur. We verified significant difference between the group that remained in SE for a long period of time and the control group, in every day of training (p<0,05 ANOVA). There was no significant difference in the performance of control rats between the groups that received AEDs (ED50). No significant difference was found between pilocarpine-treated rats receiving AEDs and those which received saline, but there was significant difference when compared to control animals (p<0,05 ANOVA). No significant difference was found between chronic treatment epileptic and control animals, but there was a difference between the two doses of CBZ (p=0,034 ANOVA). Concerning electrophysiological recordings, it was difficult to obtain LTP in hippocampal slices from animals that underwent SE. Chronic treatment with AEDs (ED 50), significantly interfered in LTP induction in hippocampal slices from normal rats (χ2 =11,74 , p=0,01 in t Test), and makes it difficult to obtain LTP in slices from epileptic animals. LTP could not be induced in slices from rats that underwent chronic treatment with AEDs in elevated doses. CONCLUSIONS: Cognitive deficit is directly related to time of SE, 90 minutes of SE are necessary in order to note repercussion in MWM. AEDs (CBZ ou FNB), in ED50, do not interfere in learning of control or epileptic rats, and in elevated dose does not interfere in the performance of epileptic animals. Pilocarpine-induced epilepsy interferes in induction of LTP, and the longer the time of SE the more difficult it is to obtain LTP. Chronic treatment with CBZ or PB (ED50) interferes in LTP induction, for both control and pilocarpine-treated animals, and in elevated doses LTP cannot be obtained.

Epilepsia é um grupo de desordens neurológicas caracterizada por crises epilépticas recorrentes não provocadas, afligindo 50 milhões de pessoas no mundo. Embora grande parte dos casos possa ser controlada através de medicação um número significativo de pacientes torna-se refratários apesar do tratamento com drogas anticonvulsivantes. Apesar do desenvolvimento bemsucedido de várias novas drogas antiepilépticas, a busca por novas terapias com maior eficácia e tolerabilidade ainda permanece um objetivo importante. O modelo de epilepsia induzido por pilocarpina tem sido amplamente utilizado em roedores para o estudo da patogênese da epilepsia do lobo temporal. Embora estes estudos com modelos animais tenham aumentado nossa compreensão das bases patológicas da epilepsia, os complexos mecanismos epileptogênicas e a geração de crises epilépticas ainda não foram completamente elucidados. Ultimamente, foram desenvolvidos estudos avaliando as características comportamentais de peixe-zebra e peixe-zebra (Danio rerio). Esse vertebrado é um modelo experimental que vem se consolidando em áreas da ciência por ter características bastante atrativas como pequeno custo e espaço requerido para manutenção, homologia genética e anatômica tornando-se de grande valia para uma maior compreensão dos mecanismos envolvidos nas crises epilépticas. A partir disso, o objetivo deste trabalho foi avaliar e caracterizar comportalmentalmente as crises epilépticas induzidas por pilocarpina em peixezebra adulto. Para isso, os animais foram pré-tratados com uma curva de concentrações de pilocarpina nas doses de 150, 200, 300, 350 e 400 mg/Kg e filmados por 30 minutos. Com a maior dose foi observado um perfil claro de crise tônico-clônica. O uso do anticonvulsivo escopolamina na dose de 1mg/Kg, ip, 30 minutos antes da aplicação de PILO na maior concentração 400mg/Kg mostrou-se capaz de prevenir a crise tônico-clônica induzida pela PILO. A avaliação comportamental pós-crise foi realizada no aparato open-tank três dias após a crise quando os animais foram filmados por 6 minutos. Foram analisados distância percorrida, tempo móvel, tempo no topo e tempo no fundo. Os resultados deste estudo permitiram uma caracterização temporal das manifestações comportamentais das crises epliepticas em peixe-zebra adulto induzidas por diferentes concentrações de pilocarpina. / Epilepsy is a group of neurological disorders characterized by recurrent seizures. It affect about 50 million people worldwide, therefore a public health problem of great importance. While most cases can be controlled through medication, a significant number of patients continue to have seizures despite treatment with anticonvulsant drugs. Despite the successful development of several new antiepileptic drugs, the search for new and more effective therapies and greater tolerability remains an important goal. The pilocarpine model has been extensively used in rodents for the study of neural molecular cascades and mechanisms involved in the pathogenesis of temporal lobe epilepsy. Although studies with animal models have increased our understanding of the pathological bases of epilepsy, the epileptogenic complex mechanisms and the generation of epileptic seizures have not yet been fully elucidated. Lately, studies evaluating behavioral characteristics of zebrafish (Danio rerio) were developed. This vertebrate is an experimental model that has been consolidated in various areas of science for having very attractive features as small cost and space requirements for maintenance, rapid development and life cycle, large offspring, translucent embryos and susceptibility to manipulation and microinjection. Hence, the use of new models becomes of huge value to a greater understanding of the mechanisms involved in this pathology and thus the zebrafish emerges as a complementary alternative for the study of seizures and epilepsy. This study aimed to evaluate and characterize the seizures induced by pilocarpine in adult zebrafish. First, animals were treated with a pilocarpine at different concentrations (150, 200, 300 and 400 mg/kg) and filmed for 30 minutes. Tonic-clonic seizures were observed in the higher dose. When scopolamine, an anticholinergic anticonvulsant, was injected 30 minutes before the higher dose treatment, the pilocarpine-induced seizure was prevented. The post seizure behavioral evaluation was performed in the opentank apparatus three days after injection and filmed for 6 minutes. Measures analyzed in open-tank were distance traveled, moving time and time at the top and in the background. Taken together, our results allowed a temporal characterization of the seizures behavioral manifestations induced by different concentrations of pilocarpine in adult zebrafish.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Levetiracetam (LEV) is a new antiepileptic drug effective as adjunctive therapy for partial seizures and in experimental models of seizures, including pilocarpine-induced seizures in rodents. Objectifying to clarify if anticonvulsant activity of LEV occurs near cholinergic muscarinic alterations, adult male mice received LEV injections before muscarinic agonistsâ administration. Pretreatment with LEV (30, 50, 100 or 200 mg/Kg, i.p.) increased the latency of seizures, latency of status epilepticus and latency of death on the seizure model induced by pilocarpine, 400 mg/Kg, s.c. (P400). LEV (200 mg/Kg, i.p., LEV200) pretreatment abolished seizures in 53% (20/38) of the animals; reduced status epilepticus appearance in 58% (22/38); increased deathâs latency in 116% compared to P400 group; protected 61% (23/38) of the animals from death and also reduced the intensity of tremors induced by oxotremorine (0,5 mg/kg, i.p). [3H]-N-methylscopolamine binding assays in mice hippocampus showed that LEV200 pretreatment reverts the downregulation on muscarinic acetylcholine receptors (mAChR), induced by P400 administration, bringing back these density values to control ones (0,9% NaCl, i.p.). However, subtype-specific binding assays revealed that P400 and LEV200 alone treatments results in M1 and M2 subtypes decrease, respectively. The agonist-like behavior of LEV200 on the inhibitory M2 mAChR subtype, observed in this work, could contribute to explain the reduction on oxotremorine-induced tremors and the delay on pilocarpine-induced seizures, by an increase in the attenuation of neuronal activity mediated by the M1 receptors. [3H]-spiroperidol binding assays also showed a downregulation of dopaminergic D2 receptors, induced by LEV200 alone treatment. Although this effect was reverted on P400 presence, maybe it posses some influence on LEV200 protective effect, since the stimulation of these receptors can reduce the intensity of pilocarpine induced-seizures. Objectifying to investigate if LEVâ mechanism of action also involves anti-oxidant proprieties, neurochemical analysis were carried out in hippocampus and striatum and showed that P400 produced an increased lipid peroxidation in hippocampus, main epileptogenic focus on cholinergic agents induced-seizures, demonstrating and confirming the involvement of free radical oxygen injury in the P400 induced brain injury. However, LEV200 pretreatment abolished this increase, bringing lipid peroxidation levels back to normal values, suggesting an anti-oxidative property of LEV. Our finds also showed a decrease of nitrite levels and stabilization of catalase activity in hippocampus and striatum, beyond an increase on reduced glutathione levels on hippocampus, induced by LEV200 treatment before P400 administration. In this way, the anti-oxidative action of LEV was showed in several stages involved on oxidative injury, suggesting a novel mechanism of its protector effects. / O levetiracetam (LEV) à uma nova droga antiepilÃptica, com eficÃcia na terapia adicional das convulsÃes parciais e em vÃrios modelos experimentais de convulsÃo, inclusive nas convulsÃes induzidas por pilocarpina em roedores. Objetivando investigar se o mecanismo de aÃÃo anticonvulsivante do LEV està relacionado a alteraÃÃes no sistema colinÃrgico muscarÃnico, camundongos machos adultos receberam injeÃÃes de LEV uma hora antes da administraÃÃo de agonistas muscarÃnicos. O prÃ-tratamento com LEV (30, 50, 100 ou 200 mg/Kg, i.p.) aumentou significativamente as latÃncias de convulsÃo, de estatus epilepticus e de morte no modelo de convulsÃes induzidas por pilocarpina, 400 mg/Kg, s.c. (P400). O prÃ-tratamento com LEV (200 mg/Kg, i.p., LEV200) levou à ausÃncia de convulsÃes em 53% (20/38) dos animais; reduziu a ocorrÃncia de estatus epilepticus em 58% (22/38); aumentou a latÃncia de morte em 116% comparada ao grupo P400; protegeu 61% (23/38) dos animais da morte e, ainda, reduziu a intensidade dos tremores induzidos por oxotremorina (0,5 mg/kg, i.p). Ensaios de binding com [3H]-N-metilescopolamina em hipocampo mostraram que o prÃ-tratamento com LEV200 reverte a downregulation dos receptores muscarÃnicos de acetilcolina, induzida por P400, normalizando a densidade desses receptores. Todavia, ensaios para subtipos especÃficos de receptores muscarÃnicos revelaram que a administraÃÃo de P400 ou LEV200, isoladamente, resulta em downregulation dos subtipos M1 e M2, respectivamente. A aÃÃo agonista-sÃmile do LEV nos receptores prÃ-sinÃpticos inibitÃrios M2, observada no presente estudo, poderia contribuir para explicar a reduÃÃo nos tremores induzidos por oxotremorina e o retardo na instalaÃÃo das convulsÃes induzidas por P400, atravÃs da atenuaÃÃo da atividade neuronal mediada pelos receptores M1. Ensaios de binding com [3H]-espiroperidol demonstraram uma downregulation dos receptores dopaminÃrgicos D2, induzida pela administraÃÃo isolada de LEV200. Embora esse efeito tenha sido revertido na presenÃa de P400, talvez possua alguma influÃncia na aÃÃo protetora oferecida por LEV200, considerando que a estimulaÃÃo desses receptores reduz a intensidade das convulsÃes induzidas pela pilocarpina. Objetivando investigar se o efeito protetor demonstrado pelo LEV envolve propriedades antioxidantes, anÃlises neuroquÃmicas foram realizadas em hipocampo e corpo estriado. A administraÃÃo de P400 aumentou a ocorrÃncia de peroxidaÃÃo lipÃdica no hipocampo, considerado principal foco de instalaÃÃo das convulsÃes provocadas por agentes colinÃrgicos, demonstrando e confirmando o envolvimento de espÃcies deletÃrias na injÃria cerebral produzida por esse modelo de convulsÃes. O prÃ-tratamento com LEV200 reverteu esse efeito, fornecendo indÃcios de uma atividade antioxidante dessa droga. Nossos estudos tambÃm mostraram uma diminuiÃÃo da produÃÃo de nitrito e estabilizaÃÃo da atividade da catalase no hipocampo e corpo estriado e o aumento dos nÃveis de glutationa reduzida no hipocampo, decorrentes do tratamento com LEV antes de P400. A aÃÃo antioxidante do LEV foi evidenciada em vÃrias etapas envolvidas no processo de dano oxidativo, sugerindo um novo mecanismo atravÃs do qual essa droga poderia exercer seus efeitos protetores.

Submitted by Marta Toyoda (1144061@mackenzie.br) on 2017-03-20T21:45:04Z No. of bitstreams: 2 Luciana Cristina Pimentel.pdf: 1871061 bytes, checksum: e3cf843879b51a50ce2d190431d04716 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Paola Damato (repositorio@mackenzie.br) on 2017-04-03T13:31:25Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Luciana Cristina Pimentel.pdf: 1871061 bytes, checksum: e3cf843879b51a50ce2d190431d04716 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-03T13:31:25Z (GMT). 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Through Real-Time Polimerase Chain Reaction (RT-PCR), were evaluated the expression of somatostatin, mGluR7 and dopaminergic receptors subtype D1 and subtype D5, in the pre-frontal cortex and hippocampus. Behavioral parameters were analysed using Mixed ANOVA, followed by Bonferroni for post-hoc testing. For data analyses of gene expression, t-Student test was used. The data were expressed as mean ± standard error and p-values of 0.05 or less were considered significant. The analyses were effectuated using commercial program (Prism 5.03 for windows). Results in open field for total locomotion revealed a significant difference between groups (F[1,144]=9,32 p=0,0076) and between sessions (F[9,144]= 5,74 p<0,0001), nor effect of interaction between factors (F[9,144]=9,32 NS); and for central locomotion, in percentage, was a significantly diferente between groups (F[1,144]=5,54 p=0,031), effect of interaction between the factors (F[9,144]=3,41 p=0,0008), with no difference between sessions (F[9,144]=0,75 NS). In Skinner box, no significant differences were found between the groups in experimental conditions of this study. For RT-PCR there were observed no significant differences in the expression relative of mRNA in the analyzed genes. We concluded that animals with TLE exhibited elevated locomotor activity and reduced level of anxiety-related behavior. There was observed no deficit of attention and impulsive-like behavior. There were found no variations for somatostatin gene expression, mGluR7 and dopaminergic receptors D1 and D5, in prefrontal cortex and in hippocampus. Behavioral alterations observed in the model of TLE probably are not related to gene alterations of somatostatin and these receptors. / O modelo de Epilepsia do Lobo Temporal (ELT), pela administração sistêmica de pilocarpina, reproduz de forma fidedigna as características encontradas na ELT em humanos e provoca alterações comportamentais em ratos semelhantes aos sintomas do Transtorno de Déficit de Atenção e Hiperatividade (TDAH). Entretanto, não se sabe se essas alterações comportamentais estão associadas a variações na expressão gênica. O objetivo desse estudo foi descrever padrões comportamentais e indicadores moleculares do TDAH no modelo de ELT induzido por pilocarpina. Ratos Wistar machos com 25 dias pós-natal foram submetidos ao modelo de epilepsia pela administração de pilocarpina (350 mg/kg, ip) e os controles receberam salina. Os testes comportamentais (campo aberto e caixa de condicionamento operante) começaram a partir de 28 dias pós-natal. Através da Reação em Cadeia de Polimerase em Tempo Real (PCR-RT), avaliou-se a expressão de somatostatina, mGluR7 e dos receptores dopaminérgicos subtipo D1 e subtipo D5, no córtex pré-frontal e no hipocampo. Os parâmetros comportamentais foram analisados empregando-se a ANOVA Mista, seguido pelo pós-teste de Bonferroni. Para a análise de dados da expressão gênica, empregou-se teste t-Student. Os resultados foram expressos com média ± erro padrão. As diferenças foram consideradas significantes para um valor de p < 0,05. As análises foram efetuadas utilizando-se o Prism versão comercial 5.03 para Windows. Os resultados no campo aberto demonstraram diferenças estatisticamente significantes para a locomoção total, entre os grupos (F[1,144]=9,32 p=0,0076) e entre as sessões (F[9,144]= 5,74 p<0,0001), sem efeito da interação entre os fatores (F[9,144]=9,32 NS); e para atividade locomotora na zona central, em percetagem, diferença significante entre os grupos (F[1,144]=5,54 p=0,031), com efeito da interação entre os fatores (F[9,144]=3,41 p=0,0008), sem diferença entre as sessões (F[9,144]=0,75 NS). Na caixa de condicionamento operante, não foram encontradas diferenças significativas entre os grupos nas condições experimentais desse estudo. Para a PCR-RT não foram observadas diferenças significantes na expressão relativa de RNAm dos genes analisados. Em conclusão, os animais com ELT apresentaram aumento da atividade locomotora e redução do comportamento tipo-ansioso. Não foram observados déficit de atenção e comportamento tipoimpulsivo. Não foram encontradas variações para a expressão gênica de somatostatina, mGluR7 e dos receptores dopaminérgicos D1 e D5, no CPF e no hipocampo. As alterações comportamentais observadas no modelo de ELT provavelmente não estão relacionadas a alterações gênicas da somatostatina e desses receptores.

Orientador: Iscia Teresinha Lopes Cendes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-19T12:08:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marchesini_RafaelBreglio_D.pdf: 9525871 bytes, checksum: f90452b399007d69d5b96e4070e34d9a (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: As epilepsias afetam aproximadamente 1% da população mundial, sendo que a dentre as diferentes síndromes epilépticas a epilepsia de lobo temporal (ELT) é a mais freqüente, e aquela com a maior proporção de pacientes adultos que apresentam crises refratárias ao tratamento clínico. Molelos animais induzidos têm sido já largamente utilizados para estudar a ELT, já que se considera que os mesmos apresentam epileptogenicidade similar àquela observada em tecidos "epilépticos" humanos quando estudados ex vivo. Dentre os vários modelos disponíveis, aquele induzido pela pilocarpina, além de muito bem estabelecido em nosso meio, tem já ampla caracterização, sendo dividido em três fases de acordo com os aspectos fenomenológicos, histopatológicos e moleculares: fase aguda, fase silenciosa e fase crônica. Baseado em padrões de expressão diferencial de genes na fase silenciosa do modelo, tem-se que a modificação de circuitos neuronais é um importante pré-requisito para a plasticidade funcional no sistema nervoso central sob condições patológicas. Levando-se em conta que a remodelação hipocampal ocorre durante o período livre de crises (fase silenciosa), danos estruturais causados pelo status epilepticus (SE) induzido pela pilocarpina na fase aguda acabam resultando em crises espontâneas recorrentes na fase crônica do modelo. Dessa maneira, esse trabalho teve como objetivo principal investigar a ação de genes que têm suas expressões induzidas durante a fase silenciosa do modelo da pilocarpina, e que estariam possivelmente relacionados com danos neuronais e epileptogenêse através de mecanismos associados à plasticidade e reorganização neuronal. Além disso, o trabalho investigou mais profundamente o papel do gene interleucina1-beta (Il1b), o qual foi demonstrado previamente estar envolvido no aumento da liberação de glutamato durante a fase aguda do modelo da pilocarpina. A principal estratégia experimental utilizada foi baseada no silenciamento póstranscricional pela técnica de interferência por RNA (RNAi) aplicada in vivo. Foi definido um padrão de expressão gênica para os genes TrkB e Plat, que sabidamente estão envolvidos com a fase silenciosa, e também para os genes da família dos Toll like receptors, durante o início da fase silenciosa, demonstrando suas expressões alteradas. Tais alterações parecem participar dos processos críticos que ocorrem na fase silenciosa, processos inflamatórios que associadas à remodelação sináptica geradas pelos genes estruturais (TrkB e Plat), culminam na fase crônica do modelo. A expressão dos genes Il1b e Il1ra também foram definidas, além do silenciamento dos mesmos. O silenciamento na fase aguda do modelo da pilocarpina levou a alterações fenotípicas detectáveis nos animais silenciados. Sendo assim, acreditamos que nossos resultados fornecem dados relevantes referentes ao papel crítico dos genes investigados na determinação da epileptogênese durante as fases aguda e silenciosa do modelo da pilocarpina para ELT, além de ter demonstrado a viabilidade do uso da RNAi na investigação funcional de genes envolvidos na patogênese das epilepsias in vivo / Abstract: The epilepsies affect approximately 1% of the population worldwide. Temporal lobe epilepsy (TLE) is the most frequent and commonly resistant to clinical treatment. Animal models have been widely used in order to study the mechanisms underlying TLE, especially those induced by chemical agents or electrical stimulation. It is believed that these models present similar epileptogenesis to that of human epileptic tissues studied ex vivo. Among the various animals models available we decided to use the one induced by pilocarpine injections. This model is characterized by three different phases accordingly to phenomenological, histopathological and molecular aspects: acute phase, silent phase and chronic phase. Based on the presence of genes with differential expression patterns in the silent phase, it is believed that it is in this phase that occur the modifications in neuronal circuits that are essential to functional plasticity of the central nervous system under pathological conditions. The changes in hippocampal circuits occuring during the silent phase are the result of the damage caused by the status epilepticus (SE) induced by pilocarpine in the acute phase. These events will ultimately result in spontaneous recurrent seizures in the chronic phase of the model. The main objective of this work was to explore the action of genes that are induced during the silent phase of the pilocarpine model. These would be possibly related with the neuronal damage and the development of epileptogenesis through mechanisms associated with plasticity and neuronal reorganization. In addition, we aimed to explore futher the role of Interleukin1-beta (Il1b), which had been previously demonstrated to be involved in the increase of glutamate release during the acute phase of the pilocarpine model. To achieve these objectives we used a pos-transcriptional gene silencing strategy named RNA interference (RNAi) applied in vivo. It was defined a pattern of gene expression for Trkb and Plat, that are known to be involved with the silent phase. Besides that, the Toll like receptors genes family had the pattern of expression defined during the beginning of the silent phase, demonstrating the expression altered. These alterations seem to participate in the critical processes that occur in the silent phase, inflammatory processes that associated to the synaptic reorganization generated by the structural genes (TrkB and Plat), culminate in the chronic phase of the model. The expression of the genes Il1b and Il1ra were defined too, besides the silencing of them. The silencing in the acute phase of the pilocarpine model led to phenotypic alterations detectable in the animals that had the genes silenced. We believe that our results can provide relevant new information regarding the role of genes in the determination of epileptogenesis during the acute and silent phases of the pilocarpine model. In addition, we have demonstrated the fisibility of the using RNAi to study epileptogenesis in vivo / Doutorado / Neurociencias / Doutor em Ciências

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Levetiracetam (LEV), nova droga antiepilÃptica, apresenta eficÃcia na terapia adicional das convulsÃes e em modelos experimentais. Clonazepam (CNZP) à um benzodiazepÃnico utilizado no tratamento de convulsÃes mioclÃnicas e crises generalizadas. Melatonina (MEL), hormÃnio pineal, demonstra atividade anticonvulsivante em diversos modelos animais. Objetivando investigar novos mecanismos relacionados aos efeitos dessas drogas, foi realizado estudo comparativo, a partir da anÃlise da influÃncia do prÃ-tratamento com LEV, CNZP ou MEL sobre o estresse oxidativo neuronal e sobre a modulaÃÃo de sistemas de neurotransmissÃo (colinÃrgico e dopaminÃrgico) durante as convulsÃes induzidas por pilocarpina (400mg/Kg; P400). Camundongos Swiss, machos, 25-30g receberam LEV, 200 mg/Kg, CNZP, 0,5mg/Kg ou MEL, 25mg/Kg, i.p., (doses escolhidas à partir de curvas dose-resposta) 30min antes de P400. Hipocampo e corpo estriado foram removidos para as anÃlises neuroquÃmicas. Experimentos in vitro, onde homogenatos cerebrais foram incubados com as drogas em estudo (50, 100 ou 200&#61549;g/mL), tambÃm permitiram analisar alteraÃÃes no estresse oxidativo apÃs a induÃÃo de choque tÃrmico e, ainda, a densidade de receptores muscarÃnicos no hipocampo. Os estudos sobre os efeitos sobre o sistema de neurotransmissores colinÃrgicos demonstraram que o prÃ-tratamento com LEV, CNZP ou MEL causou reduÃÃo nos tremores induzidos por oxotremorina e elevou a atividade da acetilcolinesterase no hipocampo. LEV e CNZP alteraram o binding dos receptores muscarÃnicos hipocampais in vivo, revertendo a downregulation induzida por P400, e ensaios in vitro demostraram alteraÃÃo no binding muscarÃnico hipocampal pela prÃvia incubaÃÃo com LEV, CNZP ou MEL. Os ensaios de binding demonstraram, ainda, a downregulation dos receptores D2 hipocampais nos animais tratados LEV, CNZP ou prÃ-tratados com MEL antes de P400. As anÃlises para investigaÃÃo da atividade antioxidante de LEV e CNZP e do papel da aÃÃo antioxidativa da MEL na proteÃÃo contra as convulsÃes permitiram observar que a associaÃÃo com vitamina E potencializou os efeitos anticonvulsivantes de todas as drogas estudas. A administraÃÃo prÃvia de LEV, CNZP ou MEL, antes de P400, reverteu o aumento nos nÃveis de peroxidaÃÃo lipÃdica e nitrito-nitrato e normalizou a atividade da catalase e os nÃveis fisiolÃgicos do antioxidante glutationa em hipocampo e/ou corpo estriado. Nos experimentos de stress oxidativo in vitro, o aumento da peroxidaÃÃo lÃpÃdica, dos nÃveis de nitrito-nitrato e da atividade da catalase nos homogenatos cerebrais submetidos ao choque tÃrmico, foram alterados de forma significativa pela incubaÃÃo prÃvia com LEV, CNZP ou MEL, onde estas drogas foram capazes de reduzir os nÃveis de MDA, de nitrito-nitrato e, ainda, estabilizar a atividade da catalase, potencializando, assim, a atividade enzimÃtica antioxidante endÃgena e a capacidade de inativaÃÃo de radicais livres. Dessa forma, o estudo sugere uma aÃÃo moduladora, exercida por LEV, CNZP e MEL sobre o funcionamento dos sistemas muscarÃnico e dopaminÃrgico, em nÃvel central, como mecanismo alternativo para a proteÃÃo contra as convulsÃes no modelo de P400, bem como a participaÃÃo de propriedades antioxidantes diretas ou indiretas dessas drogas, atravÃs da capacidade de modificar a resposta ao estresse oxidativo neuronal. / Levetiracetam (LEV), nova droga antiepilÃptica, apresenta eficÃcia na terapia adicional das convulsÃes e em modelos experimentais. Clonazepam (CNZP) à um benzodiazepÃnico utilizado no tratamento de convulsÃes mioclÃnicas e crises generalizadas. Melatonina (MEL), hormÃnio pineal, demonstra atividade anticonvulsivante em diversos modelos animais. Objetivando investigar novos mecanismos relacionados aos efeitos dessas drogas, foi realizado estudo comparativo, a partir da anÃlise da influÃncia do prÃ-tratamento com LEV, CNZP ou MEL sobre o estresse oxidativo neuronal e sobre a modulaÃÃo de sistemas de neurotransmissÃo (colinÃrgico e dopaminÃrgico) durante as convulsÃes induzidas por pilocarpina (400mg/Kg; P400). Camundongos Swiss, machos, 25-30g receberam LEV, 200 mg/Kg, CNZP, 0,5mg/Kg ou MEL, 25mg/Kg, i.p., (doses escolhidas à partir de curvas dose-resposta) 30min antes de P400. Hipocampo e corpo estriado foram removidos para as anÃlises neuroquÃmicas. Experimentos in vitro, onde homogenatos cerebrais foram incubados com as drogas em estudo (50, 100 ou 200&#61549;g/mL), tambÃm permitiram analisar alteraÃÃes no estresse oxidativo apÃs a induÃÃo de choque tÃrmico e, ainda, a densidade de receptores muscarÃnicos no hipocampo. Os estudos sobre os efeitos sobre o sistema de neurotransmissores colinÃrgicos demonstraram que o prÃ-tratamento com LEV, CNZP ou MEL causou reduÃÃo nos tremores induzidos por oxotremorina e elevou a atividade da acetilcolinesterase no hipocampo. LEV e CNZP alteraram o binding dos receptores muscarÃnicos hipocampais in vivo, revertendo a downregulation induzida por P400, e ensaios in vitro demostraram alteraÃÃo no binding muscarÃnico hipocampal pela prÃvia incubaÃÃo com LEV, CNZP ou MEL. Os ensaios de binding demonstraram, ainda, a downregulation dos receptores D2 hipocampais nos animais tratados LEV, CNZP ou prÃ-tratados com MEL antes de P400. As anÃlises para investigaÃÃo da atividade antioxidante de LEV e CNZP e do papel da aÃÃo antioxidativa da MEL na proteÃÃo contra as convulsÃes permitiram observar que a associaÃÃo com vitamina E potencializou os efeitos anticonvulsivantes de todas as drogas estudas. A administraÃÃo prÃvia de LEV, CNZP ou MEL, antes de P400, reverteu o aumento nos nÃveis de peroxidaÃÃo lipÃdica e nitrito-nitrato e normalizou a atividade da catalase e os nÃveis fisiolÃgicos do antioxidante glutationa em hipocampo e/ou corpo estriado. Nos experimentos de stress oxidativo in vitro, o aumento da peroxidaÃÃo lÃpÃdica, dos nÃveis de nitrito-nitrato e da atividade da catalase nos homogenatos cerebrais submetidos ao choque tÃrmico, foram alterados de forma significativa pela incubaÃÃo prÃvia com LEV, CNZP ou MEL, onde estas drogas foram capazes de reduzir os nÃveis de MDA, de nitrito-nitrato e, ainda, estabilizar a atividade da catalase, potencializando, assim, a atividade enzimÃtica antioxidante endÃgena e a capacidade de inativaÃÃo de radicais livres. Dessa forma, o estudo sugere uma aÃÃo moduladora, exercida por LEV, CNZP e MEL sobre o funcionamento dos sistemas muscarÃnico e dopaminÃrgico, em nÃvel central, como mecanismo alternativo para a proteÃÃo contra as convulsÃes no modelo de P400, bem como a participaÃÃo de propriedades antioxidantes diretas ou indiretas dessas drogas, atravÃs da capacidade de modificar a resposta ao estresse oxidativo neuronal. / Levetiracetam (LEV), a new antiepileptic drug, shows efficacy in the treatment of additional seizures and in experimental models. Clonazepam (CNZP) is a benzodiazepine used to treat myoclonic seizures and generalized seizures. Melatonin (MEL), the pineal hormone, shows anticonvulsant activity in several animal models. To investigate new mechanisms related to the effects of these drugs, comparative study was conducted, from the analysis of the influence of pretreatment with LEV, CNZP or MEL on the oxidative stress and neuronal modulation of neurotransmitter systems (cholinergic and dopaminergic) during seizures induced by pilocarpine (400mg/Kg; P400). Male Swiss mice, 25-30g received LEV, 200 mg / kg, CNZP, 0.5 mg / kg or MEL, 25mg/kg, ip (doses chosen from the dose-response curves) 30min before P400. Hippocampus and striatum were removed for neurochemical analysis. In vitro experiments, where brain homogenates were incubated with drugs under study (50, 100 ou 200&#61549;g/mL) also allowed us to analyze changes in oxidative stress after induction of heat shock and also the density of muscarinic receptors in the hippocampus. Studies on the muscarinic modulation demonstrated that pretreatment with LEV, CNZP or MEL resulted in lower oxotremorina induced tremors and increased acetylcholinesterase activity in the hippocampus. LEV and CNZP altered the binding of hippocampal muscarinic receptors in vivo, reversing the P400-induced downregulation and in vitro tests showed changes in hippocampal muscarinic binding by previous incubation with LEV, CNZP or MEL. The binding assays also showed a downregulation of hippocampal D2 receptors in treated animals LEV, CNZP or pretreated with MEL before P400. Analyses to investigate the antioxidant activity of LEV and CNZP and role of antioxidative action of MEL in the protection against seizures propose that the association with vitamin E increased the anticonvulsant effects of all studied drugs. The prior administration of LEV, MEL or CNZP before P400, reversed the increased levels of lipid peroxidation and nitrite-nitrate and normalized the activity of catalase and the physiological levels of the antioxidant glutathione in the hippocampus and / or striatum. According to in vitro experiments, increased lipid peroxidation, levels of nitrite-nitrate and catalase activity in brain homogenates subjected to thermal shock were significantly altered by incubation with LEV, CNZP or MEL, where these drugs were able to reduce the levels of MDA, nitrite-nitrate, and also stabilize the activity of catalase, enhancing thus the endogenous antioxidant enzyme activity and the ability to inactivate free radicals.Thus, the study suggests a modulatory action exerted by LEV, CNZP and MEL on the functioning of muscarinic and dopaminergic systems in the central nervous system as an alternative mechanism to protect against seizures in the model P400, and the participation of direct and indirect antioxidant properties of these drugs, through the ability to modify the neuronal response to oxidative stress. / Levetiracetam (LEV), a new antiepileptic drug, shows efficacy in the treatment of additional seizures and in experimental models. Clonazepam (CNZP) is a benzodiazepine used to treat myoclonic seizures and generalized seizures. Melatonin (MEL), the pineal hormone, shows anticonvulsant activity in several animal models. To investigate new mechanisms related to the effects of these drugs, comparative study was conducted, from the analysis of the influence of pretreatment with LEV, CNZP or MEL on the oxidative stress and neuronal modulation of neurotransmitter systems (cholinergic and dopaminergic) during seizures induced by pilocarpine (400mg/Kg; P400). Male Swiss mice, 25-30g received LEV, 200 mg / kg, CNZP, 0.5 mg / kg or MEL, 25mg/kg, ip (doses chosen from the dose-response curves) 30min before P400. Hippocampus and striatum were removed for neurochemical analysis. In vitro experiments, where brain homogenates were incubated with drugs under study (50, 100 ou 200&#61549;g/mL) also allowed us to analyze changes in oxidative stress after induction of heat shock and also the density of muscarinic receptors in the hippocampus. Studies on the muscarinic modulation demonstrated that pretreatment with LEV, CNZP or MEL resulted in lower oxotremorina induced tremors and increased acetylcholinesterase activity in the hippocampus. LEV and CNZP altered the binding of hippocampal muscarinic receptors in vivo, reversing the P400-induced downregulation and in vitro tests showed changes in hippocampal muscarinic binding by previous incubation with LEV, CNZP or MEL. The binding assays also showed a downregulation of hippocampal D2 receptors in treated animals LEV, CNZP or pretreated with MEL before P400. Analyses to investigate the antioxidant activity of LEV and CNZP and role of antioxidative action of MEL in the protection against seizures propose that the association with vitamin E increased the anticonvulsant effects of all studied drugs. The prior administration of LEV, MEL or CNZP before P400, reversed the increased levels of lipid peroxidation and nitrite-nitrate and normalized the activity of catalase and the physiological levels of the antioxidant glutathione in the hippocampus and / or striatum. According to in vitro experiments, increased lipid peroxidation, levels of nitrite-nitrate and catalase activity in brain homogenates subjected to thermal shock were significantly altered by incubation with LEV, CNZP or MEL, where these drugs were able to reduce the levels of MDA, nitrite-nitrate, and also stabilize the activity of catalase, enhancing thus the endogenous antioxidant enzyme activity and the ability to inactivate free radicals.Thus, the study suggests a modulatory action exerted by LEV, CNZP and MEL on the functioning of muscarinic and dopaminergic systems in the central nervous system as an alternative mechanism to protect against seizures in the model P400, and the participation of direct and indirect antioxidant properties of these drugs, through the ability to modify the neuronal response to oxidative stress.