As epilepsias generalizadas idiopáticas (EGIs) associam-se a controle satisfatório de crises e a exames de neuroimagem convencionais normais. Métodos de neuroimagem avançada, como DTI (diffusion tensor imaging) e VBM (voxel based morphometry), permitiram melhor compreensão dos mecanismos envolvidos no comportamento clínico das EGIs. O objetivo do estudo foi avaliar diferenças clínicas entre pacientes com EGI não refratária e refratária, assim como avaliar as diferenças entre pacientes com EGI não refratária, refratária e indivíduos saudáveis através de ressonância por DTI e VBM. Avaliamos 40 pacientes com características clínicas e eletrencefalográficas de EGI, sendo 22 pacientes com EGI não refratária (GNR) e 18 pacientes com EGI refratária (GR). Participaram do estudo 20 indivíduos saudáveis, os quais compuseram o grupo controle (GC). O grupo GR apresentava maior número de pacientes usuários de fármacos benzodiazepínicos (p=0,01) e de fármacos antiepilépticos não-valproato (p=0,02). Pacientes do grupo GR também utilizavam doses maiores de VPA que os pacientes do grupo GNR (p=0,03) e recebiam maior carga total média de fármacos antiepilépticos (p=0,04). Observou-se, em relação aos 16 feixes e tratos avaliados nos índices de DTI (AF, DM, DR, DA) que houve diferença estatística do grupo GNR em relação ao GC em duas áreas do índice AF (anisotropia fracional), seis áreas do índice DM (difusividade média), seis áreas do índice DR (difusividade radial) e seis áreas do índice DA (difusividade axial), assim como houve diferença estatística do grupo GR em relação ao GC em duas áreas do índice AF, sete áreas do índice DM, seis áreas do índice DR e três áreas do índice DA. Entre as 94 regiões estudadas por VBM, observou-se redução volumétrica estatística em nove áreas de interesse no GNR quando em comparação ao GC e em sete áreas de interesse no GR quando em comparação ao GC. Não se observaram diferenças entre os grupos GNR e GR nos parâmetros avaliados por DTI ou por VBM. Como esperado, observamos que pacientes com EGI refratária mais frequentemente utilizam fármacos antiepilépticos de segunda linha ou não habituais a este tipo de epilepsia. O estudo permitiu concluir que o comprometimento encefálico nas EGIs analisadas é difuso e envolve áreas habitualmente não associadas a estas epilepsias, como o hipocampo e outras áreas temporais, e que os achados imagenológicos não se associam à refratariedade clínica dos pacientes / Generalized idiopathic epilepsies (IGEs) are usually associated with good seizure control and normal conventional neuroimaging exams. Advanced neuroimaging methods, such as DTI (diffusion tensor imaging) and VBM (voxel based morphometry) have provided a better understanding of the IGEs. This study´s primary objective was to evaluate clinical diferences between refractory and non-refractory IGEs, and to compare advanced MRI methods (DTI and VBM) findings in refractory and non-refractory IGE patients. Forty IGE patients were divided in two groups: 22 non-refratory (NRG) patients and 18 refractory (RG) patients. Twenty healthy subjects were enrolled as a control group (CG). RG patients received benzodiazepines (p=0,01) and non-valproate antiepileptic drugs (p=0,02) more often than NRG patients. RG group also received a higher mean total of antiepileptic drug load (p=0,04) than NRG group. Regarding neuroimaging methods, DTI index analysis (FA, MD, RD, AD) statiscally demonstrated that NRG group had two compromised areas on FA (fractional anisotropy) index, six areas on MD (mean diffusivity) index, six areas on RD (radial diffusivity) index and six areas on AD (axial diffusivity) index, when compared to CG. On RG group, DTI index analysis statiscally demonstrated that this group had two compromised areas on FA index, seven areas on MD index, six areas on RD index and three areas on AD index, when compared to CG, of 16 analyzed areas of interest. VBM analysis of 94 regions of interest showed reduced volumes in nine areas in the NRG group when compared to CG and in seven areas of interest in the RG group when compared to CG. We found no differences on DTI and VBM parameters comparing NRG and RG groups. As expected, refractory IGE patients received second line or non-usual antiepileptic drugs for this epilepsy type more often than non-refractory patients. We concluded that brain involvement´s in IGEs is diffuse and affects areas usually not related to this epilepsy type, such as the hipocampus and other temporal areas. Advanced neuroimaging findings in IGEs were not associated with clinical refractoriness

Convulsões febris complexas durante a infância representam um fator de risco importante para o desenvolvimento da epilepsia. Porém, pouco se sabe sobre as alterações moleculares induzidas por crises febris que tornam o cérebro susceptível à atividade epiléptica. Nesse contexto, modelos experimentais de convulsões induzidas por hipertermia (CH) permitem a análise temporal das alterações moleculares no cérebro após CH. Neste projeto, foram investigadas alterações temporais em redes de co-expressão gênica hipocampais durante o desenvolvimento de ratos Wistar submetidos a CH. Amostras de RNA foram obtidas da região CA3 ventral do hipocampo em quatro intervalos de tempo após as CH induzidas no décimo primeiro dia pós-natal (P11). Essas amostras foram utilizadas para a análise da expressão gênica global por meio de técnicas de microarranjos de DNA. Os pontos temporais foram selecionados para investigar as fases aguda (P12), latentes (P30 e P60) e crônica (P120) do modelo experimental. Os dados de expressão gênica foram analisados a partir da construção de redes de co-expressão gênica para investigar módulos de genes co-expressos, dado que esses módulos podem conter genes com funções semelhantes. A análise transcriptômica consistiu na construção de redes de co-expressão gênica, identificação de módulos, análises de correlação entre módulos e grupos experimentais, e avaliação de mudanças de conectividade entre módulos dos grupos experimentais e controles. Os módulos relevantes foram enriquecidos funcionalmente para identificar funções biológicas associadas às CH. Os resultados mostraram que as CH induzem alterações em vias de sinalização envolvidas em processos imunológicos e de desenvolvimento, tais como Wnt, Hippo, Notch, JAK-STAT e MAPK. Módulos associados à diferenciação neuronal e transmissão sináptica foram identificados em todos os intervalos temporais analisados. Estes resultados sugerem que alterações transcricionais desencadeadas por CH podem levar à neurogênese hipocampal, ao remodelamento tecidual e à inflamação crônica, tornando o cérebro susceptível à atividade epiléptica crônica / Complex febrile seizures during infancy constitute an important risk factor for epilepsy development. However, little is known about the alterations induced by febrile seizures that could turn the brain susceptible to epileptic activity. In this context, experimental models of hyperthermic seizures (HS) may allow the temporal analysis of brain molecular changes after HS. Here, we investigated temporal changes in hippocampal gene co-expression networks during the development of rats subjected to HS. Total RNA samples were obtained from the ventral hippocampal CA3 region at four time points after HS at postnatal day 11 (P11) and later used for gene expression profiling. The temporal endpoints were selected to investigate the acute (P12), latent (P30 and P60) and chronic (P120) stages of the HS model. A weighted gene co-expression network analysis was employed to investigate modules of co-expressed genes, as these modules may contain genes with similar biological functions. The transcriptome analysis pipeline consisted in building gene co-expression networks, identifying network modules and hubs, performing gene-trait correlations and examining module connectivity changes. Modules were functionally enriched to identify functions associated to HS. Our data showed that HS induce alterations in developmental and immune pathways, like Wnt, Hippo, Notch, JAK-STAT and MAPK. Interestingly, modules involved in cell adhesion, neuronal differentiation, axonogenesis and synaptic transmission were activated as early as one day after HS. These results suggest that HS trigger transcriptional alterations that may lead to persistent neurogenesis, tissue remodeling and chronic inflammation in the CA3 hippocampus, turning the brain prone to epileptic activity

As epilepsias generalizadas idiopáticas (EGIs) associam-se a controle satisfatório de crises e a exames de neuroimagem convencionais normais. Métodos de neuroimagem avançada, como DTI (diffusion tensor imaging) e VBM (voxel based morphometry), permitiram melhor compreensão dos mecanismos envolvidos no comportamento clínico das EGIs. O objetivo do estudo foi avaliar diferenças clínicas entre pacientes com EGI não refratária e refratária, assim como avaliar as diferenças entre pacientes com EGI não refratária, refratária e indivíduos saudáveis através de ressonância por DTI e VBM. Avaliamos 40 pacientes com características clínicas e eletrencefalográficas de EGI, sendo 22 pacientes com EGI não refratária (GNR) e 18 pacientes com EGI refratária (GR). Participaram do estudo 20 indivíduos saudáveis, os quais compuseram o grupo controle (GC). O grupo GR apresentava maior número de pacientes usuários de fármacos benzodiazepínicos (p=0,01) e de fármacos antiepilépticos não-valproato (p=0,02). Pacientes do grupo GR também utilizavam doses maiores de VPA que os pacientes do grupo GNR (p=0,03) e recebiam maior carga total média de fármacos antiepilépticos (p=0,04). Observou-se, em relação aos 16 feixes e tratos avaliados nos índices de DTI (AF, DM, DR, DA) que houve diferença estatística do grupo GNR em relação ao GC em duas áreas do índice AF (anisotropia fracional), seis áreas do índice DM (difusividade média), seis áreas do índice DR (difusividade radial) e seis áreas do índice DA (difusividade axial), assim como houve diferença estatística do grupo GR em relação ao GC em duas áreas do índice AF, sete áreas do índice DM, seis áreas do índice DR e três áreas do índice DA. Entre as 94 regiões estudadas por VBM, observou-se redução volumétrica estatística em nove áreas de interesse no GNR quando em comparação ao GC e em sete áreas de interesse no GR quando em comparação ao GC. Não se observaram diferenças entre os grupos GNR e GR nos parâmetros avaliados por DTI ou por VBM. Como esperado, observamos que pacientes com EGI refratária mais frequentemente utilizam fármacos antiepilépticos de segunda linha ou não habituais a este tipo de epilepsia. O estudo permitiu concluir que o comprometimento encefálico nas EGIs analisadas é difuso e envolve áreas habitualmente não associadas a estas epilepsias, como o hipocampo e outras áreas temporais, e que os achados imagenológicos não se associam à refratariedade clínica dos pacientes / Generalized idiopathic epilepsies (IGEs) are usually associated with good seizure control and normal conventional neuroimaging exams. Advanced neuroimaging methods, such as DTI (diffusion tensor imaging) and VBM (voxel based morphometry) have provided a better understanding of the IGEs. This study´s primary objective was to evaluate clinical diferences between refractory and non-refractory IGEs, and to compare advanced MRI methods (DTI and VBM) findings in refractory and non-refractory IGE patients. Forty IGE patients were divided in two groups: 22 non-refratory (NRG) patients and 18 refractory (RG) patients. Twenty healthy subjects were enrolled as a control group (CG). RG patients received benzodiazepines (p=0,01) and non-valproate antiepileptic drugs (p=0,02) more often than NRG patients. RG group also received a higher mean total of antiepileptic drug load (p=0,04) than NRG group. Regarding neuroimaging methods, DTI index analysis (FA, MD, RD, AD) statiscally demonstrated that NRG group had two compromised areas on FA (fractional anisotropy) index, six areas on MD (mean diffusivity) index, six areas on RD (radial diffusivity) index and six areas on AD (axial diffusivity) index, when compared to CG. On RG group, DTI index analysis statiscally demonstrated that this group had two compromised areas on FA index, seven areas on MD index, six areas on RD index and three areas on AD index, when compared to CG, of 16 analyzed areas of interest. VBM analysis of 94 regions of interest showed reduced volumes in nine areas in the NRG group when compared to CG and in seven areas of interest in the RG group when compared to CG. We found no differences on DTI and VBM parameters comparing NRG and RG groups. As expected, refractory IGE patients received second line or non-usual antiepileptic drugs for this epilepsy type more often than non-refractory patients. We concluded that brain involvement´s in IGEs is diffuse and affects areas usually not related to this epilepsy type, such as the hipocampus and other temporal areas. Advanced neuroimaging findings in IGEs were not associated with clinical refractoriness

Convulsões febris complexas durante a infância representam um fator de risco importante para o desenvolvimento da epilepsia. Porém, pouco se sabe sobre as alterações moleculares induzidas por crises febris que tornam o cérebro susceptível à atividade epiléptica. Nesse contexto, modelos experimentais de convulsões induzidas por hipertermia (CH) permitem a análise temporal das alterações moleculares no cérebro após CH. Neste projeto, foram investigadas alterações temporais em redes de co-expressão gênica hipocampais durante o desenvolvimento de ratos Wistar submetidos a CH. Amostras de RNA foram obtidas da região CA3 ventral do hipocampo em quatro intervalos de tempo após as CH induzidas no décimo primeiro dia pós-natal (P11). Essas amostras foram utilizadas para a análise da expressão gênica global por meio de técnicas de microarranjos de DNA. Os pontos temporais foram selecionados para investigar as fases aguda (P12), latentes (P30 e P60) e crônica (P120) do modelo experimental. Os dados de expressão gênica foram analisados a partir da construção de redes de co-expressão gênica para investigar módulos de genes co-expressos, dado que esses módulos podem conter genes com funções semelhantes. A análise transcriptômica consistiu na construção de redes de co-expressão gênica, identificação de módulos, análises de correlação entre módulos e grupos experimentais, e avaliação de mudanças de conectividade entre módulos dos grupos experimentais e controles. Os módulos relevantes foram enriquecidos funcionalmente para identificar funções biológicas associadas às CH. Os resultados mostraram que as CH induzem alterações em vias de sinalização envolvidas em processos imunológicos e de desenvolvimento, tais como Wnt, Hippo, Notch, JAK-STAT e MAPK. Módulos associados à diferenciação neuronal e transmissão sináptica foram identificados em todos os intervalos temporais analisados. Estes resultados sugerem que alterações transcricionais desencadeadas por CH podem levar à neurogênese hipocampal, ao remodelamento tecidual e à inflamação crônica, tornando o cérebro susceptível à atividade epiléptica crônica / Complex febrile seizures during infancy constitute an important risk factor for epilepsy development. However, little is known about the alterations induced by febrile seizures that could turn the brain susceptible to epileptic activity. In this context, experimental models of hyperthermic seizures (HS) may allow the temporal analysis of brain molecular changes after HS. Here, we investigated temporal changes in hippocampal gene co-expression networks during the development of rats subjected to HS. Total RNA samples were obtained from the ventral hippocampal CA3 region at four time points after HS at postnatal day 11 (P11) and later used for gene expression profiling. The temporal endpoints were selected to investigate the acute (P12), latent (P30 and P60) and chronic (P120) stages of the HS model. A weighted gene co-expression network analysis was employed to investigate modules of co-expressed genes, as these modules may contain genes with similar biological functions. The transcriptome analysis pipeline consisted in building gene co-expression networks, identifying network modules and hubs, performing gene-trait correlations and examining module connectivity changes. Modules were functionally enriched to identify functions associated to HS. Our data showed that HS induce alterations in developmental and immune pathways, like Wnt, Hippo, Notch, JAK-STAT and MAPK. Interestingly, modules involved in cell adhesion, neuronal differentiation, axonogenesis and synaptic transmission were activated as early as one day after HS. These results suggest that HS trigger transcriptional alterations that may lead to persistent neurogenesis, tissue remodeling and chronic inflammation in the CA3 hippocampus, turning the brain prone to epileptic activity

INTRODUÇÃO: As crises não-epilépticas psicogênicas são uma condição médica complexa que pode se apresentar como sintomas físicos ou neurológicos porém sem achados orgânicos correspondentes, evidenciando a presença de fatores psicológicos como base dos sintomas. Elas podem ocorrer isoladamente ou se repetir de forma sistemática. Quando se repetem podem estar associadas à baixa auto-estima, perda de emprego, dificuldade nas relações amorosas e sociais. A esta condição clínica denomina-se transtorno de crises não-epilépticas psicogênicas (TCNEP). Dentre os fatores de risco para TCNEP, os mais amplamente estudados são a história de trauma e os fenômenos dissociativos. MÉTODOS: Neste estudo caso-controle, cujos dados foram obtidos entre janeiro de 2003 e setembro de 2009, foram avaliados 20 pacientes portadores de TCNEP e 20 pacientes com epilepsia do lobo t e m p o r a l , a p ó s m o n i t o r a ç ã o p r o l o n g a d a em u n i d a d e d e vídeo-eletroencefalografia (VEEG). Foram excluídos os sujeitos com associação das duas patologias. Os grupos foram pareados quanto ao gênero, faixa etária, anos de escolaridade formal e classe social. Também foram avaliados: idade de início das crises, idade do diagnóstico, pior frequência de crises e classificação social. Os pacientes responderam também a dois instrumentos estruturados e validados no Brasil, um quanto à história de trauma na infância e adolescência (QUESI), e outro sobre a presença de fenômenos dissociativos (DES) ao longo da vida. RESULTADOS: 1) Não houve diferença significativa do ponto de vista estatístico no que diz respeito ao gênero, faixa etária, classificação social, e frequência de crises; 2) Houve diferença estatisticamente significativa na escolaridade (p=0,006); 3) No grupo caso, a idade de início foi superior (22,25 DP 9,19) à do grupo controle (11,62 DP 9,59), p=0,007. Assim como a idade do diagnóstico, que foi de 30,79 (DP 11,33) no grupo de pacientes com TCNEP e de 15,97 (DP 9,67) nos pacientes com epilepsia, p<0,001; 4) A DES teve valores também estatisticamente significativos, sendo 53,35 (DP 23,15) no grupo com TCNEP e de 22,02 (DP 16,37) no grupo com epilepsia, p<0,001. Quanto às subescalas, todas tiveram resultados significativos entre os grupos; 5) O QUESI apresentou também resultados médios significativos, com média de 60,30 (DP 21,75) no grupo de TCNEP e de 45,40 (DP 12,27) no grupo com epilepsia, p=0,014, mas somente as subescalas que identificaram a negligência e o abuso emocionais foram estatisticamente significativas (p=0,013 e p=0,014 respectivamente). CONCLUSÕES: Fenômenos dissociativos e história de trauma na infância são mais frequentes nos pacientes com TCNEP do que nos pacientes com epilepsia. Todavia, em relação à história de trauma, apenas a negligência e o abuso emocionais podem estar associados à TCNEP / INTRODUCTION: Psychogenic non-epileptic seizures are a complex medical condition that may present as physical or neurologic symptoms but without corresponding organic findings, suggesting the presence of psychological factors as the basis of symptoms. They can occur alone or recur systematically. When recurrent they can be associated with low self-esteem, loss of employment, difficulty in intimate and other social relationships. This clinical condition is called a psychogenic non-epileptic seizures disorder (PNESD). Among the risk factors for PNESD, the most widely studied are the history of trauma and the presence of dissociative phenomena. METHODS: In this case-control study, with data obtained between January 2003 and September 2009, 20 patients with PNESD and 20 patients with temporal lobe epilepsy were evaluated after monitoring in video-electroencephalography unit. We excluded subjects with a combination of both conditions. The groups were matched for gender, age, length of school education and social class. We also evaluated age of onset, age at diagnosis and worse seizure frequency. Patientes of both groups responded two structured instruments for history of trauma in childhood and adolescence (QUESI) and FOR the presence of dissociative phenomena (DES) throughout life, both valitaded in Brazil. RESULTS: 1) There was no statistical significant difference between both groups regard to gender, age, social status and seizure frequency; 2) There was a statistical significant difference in education (p = 0.006); 3) Age of onset and at diagnosis in PNESD group were significantly higher (22.25 SD 9, 19) than the control group (11.62 SD 9.59), p = 0.007, as well as age of diagnosis were higher in patients with PNESD (30.79 SD 11.33) than in patients with epilepsy (15.97 SD 9.67), p <0.001; 4) DES values were also significantly higher in the PNESD group (53.35 SD 23.15) than control group (22.02 SD 16.37), p <0.001. As for the subscales all had significant results between groups; 5) QUESI\'s results were also significantly higher in the PNESD group (60.30 SD 21.75) than in epilepsy group (45.40 SD 12.27), p = 0.014, but only the subscales that identify emotional neglect and emotional abuse were statistical significantly in PNESD group (p = 0.013 and p =0.014 respectively). CONCLUSIONS: History of childhood trauma and dissociative phenomena are more common in patients with PNESD than in patients with epilepsy. However, in relation to history of trauma, only emotional neglect and emotional abuse may be associated with PNESD.

<p>Cyclooxygenase-2 (COX-2) catalyses prostaglandin synthesis from arachidonic acid during inflammation. COX-2 is expressed in the normal brain and is induced in neurological disorders. There is evidence that COX-2 is involved in secondary events leading to cell death in the brain. The first objective was to study the expression of COX-2 in the brain after kainate (KA)-induced limbic seizures and brain trauma caused by controlled cortical contusion (CCC) and fluid percussion injury (FPI). COX-2 mRNA and protein were strongly induced by limbic seizures in the hippocampus, amygdala and piriform cortex. CCC and FPI resulted in an upregulation of COX-2 mainly in the dentate gyrus and cortex, with differences in expression levels in these regions between the models. The second objective was to evaluate the effects of selective COX-2 inhibitors on delayed cell death. Limbic seizures induced cell death in parts of the hippocampus, amygdala and functionally connected regions. Treatment with the selective COX-2 inhibitor rofecoxib 8 h after KA injection significantly reduced hippocampal cell death. Pre-treatment with the COX-2 inhibitor nimesulide augmented acute seizures with increased mortality and thus the effect of nimesulide on delayed cell death could not be evaluated. Effects of rofecoxib on trauma-induced cell death were studied in the FPI model. FPI induced delayed cell death mainly in the ipsilateral cortex and bilaterally in the dentate gyrus. Rofecoxib treatment, starting directly after injury was caused, had no protective effect against cell death. </p><p>The results suggest that COX-2 inhibition may be both detrimental and beneficial and largely dependent on the time schedule of treatment. COX-2 inhibitors might thus be of value as a neuroprotective treatment approach, provided that the role of COX-2 and the time course of effects of its metabolites in the brain are elucidated.</p>

Cyclooxygenase-2 (COX-2) catalyses prostaglandin synthesis from arachidonic acid during inflammation. COX-2 is expressed in the normal brain and is induced in neurological disorders. There is evidence that COX-2 is involved in secondary events leading to cell death in the brain. The first objective was to study the expression of COX-2 in the brain after kainate (KA)-induced limbic seizures and brain trauma caused by controlled cortical contusion (CCC) and fluid percussion injury (FPI). COX-2 mRNA and protein were strongly induced by limbic seizures in the hippocampus, amygdala and piriform cortex. CCC and FPI resulted in an upregulation of COX-2 mainly in the dentate gyrus and cortex, with differences in expression levels in these regions between the models. The second objective was to evaluate the effects of selective COX-2 inhibitors on delayed cell death. Limbic seizures induced cell death in parts of the hippocampus, amygdala and functionally connected regions. Treatment with the selective COX-2 inhibitor rofecoxib 8 h after KA injection significantly reduced hippocampal cell death. Pre-treatment with the COX-2 inhibitor nimesulide augmented acute seizures with increased mortality and thus the effect of nimesulide on delayed cell death could not be evaluated. Effects of rofecoxib on trauma-induced cell death were studied in the FPI model. FPI induced delayed cell death mainly in the ipsilateral cortex and bilaterally in the dentate gyrus. Rofecoxib treatment, starting directly after injury was caused, had no protective effect against cell death. The results suggest that COX-2 inhibition may be both detrimental and beneficial and largely dependent on the time schedule of treatment. COX-2 inhibitors might thus be of value as a neuroprotective treatment approach, provided that the role of COX-2 and the time course of effects of its metabolites in the brain are elucidated.

Thesis (M.A.)--University of North Carolina at Wilmington, 2005. / Includes appendixes. Includes bibliographical references (leaves: [86]-94)

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

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Glutaric acidemia type I (GA-I) is an inborn error of metabolism (EIM), characterized biochemically by major accumulation of glutaric acid (GA) and pathologically by a characteristic striatal degeneration. The clinical manifestations are mainly neurological and develop during childhood (up to 5 years old). Among these changes, there are the seizures and cognitive deficits, which may be precipitated by infectious processes. From this, the first hypothesis to be tested in this study was to investigate whether lipopolysaccharide E. coli 055 B5 serotype (LPS; 2 mg/Kg; i.p.), an inflammatory agent, could facilitate seizures induced by GA in young rats (21 days of life). For this, firstly it was determined the acute dose of intrastriatal GA (1.3 μmol/striatum) that cause behavioral and electroencephalographic (EEG) seizures in young rats. Moreover, it was shown that LPS administration 3 hours before GA intrastriatal injection did not change the seizures, but when LPS was administered 6 hours before the GA, it reduced the latency and increased the duration of behavioral and EEG seizures induced by GA in young rats. It also was observed that LPS injection caused an initial drop in rectal temperature of young rats (up to 2 hours), followed by a rise in temperature that started at 3 hours and remained high until 6 hours after LPS injection. Furthermore, it was shown that LPS injection 3 and 6 hours before intrastriatal injection of GA caused an increase in striatal levels of IL-1β in young rats, and this increase was statistically higher in 6 than in 3 hours. In addition, it was observed that the increase in IL-1β striatal levels, caused by LPS administration, positively correlated with total time of seizures. Finally, it was observed that previous use of IL-1β antibody prevented the latency reduction and the increased duration of seizures caused by LPS administration 6 h before intrastriatal injection of GA in young rats. Thus, these findings suggest that the signaling of IL-1β present in inflammation produced by LPS contributes significantly to neuronal hyperexcitability, and thus to reduce latency and increase the duration of seizures induced by GA. Therefore, pharmacological treatments that block the specific functions or overproduction of IL-1β in GA-I, may represent an unconventional strategy to treat this condition. However, clinical studies should be conducted to evaluate the effectiveness of treatment in glutaricoacidemic patients with convulsions. Since patients with GA-I have other important neurological changes addition to the seizures, as cognitive impairments, the second hypothesis to be tested in this study was to determine whether chronic treatment with GA (5 μmol/g; s.c.; twice per day; from the 5th to the 28th day of life) could cause spatial memory impairment in young rats, and verify whether the inflammation produced by LPS (2 mg/Kg; i.p.; one per day; from the 25th to the 28th day of life) could facilitate the cognitive deficit induced by GA. In addition, it also was evaluated the possible impact of these treatments on functional and structural changes in the hippocampus of these animals. Initially it was shown that chronic treatment with GA, as well as the treatments with LPS and GA-LPS, caused a deficit in spatial learning of young rats. However, it was demonstrated that the treatment with GA-LPS produced a greater impairment in spatial memory compared to other treatments. In addition, it was observed that none of the treatments affected weight or locomotor activity/exploratory of animals. It also was shown that chronic treatment with GA, as well as treatments with LPS and GA-LPS, increased the hippocampal levels of IL-1β and TNF-α in young rats. Furthermore, it was demonstrated that treatments with GA, LPS and GA-LPS caused a reduction in total hippocampal volume of young rats. Finally it was observed that treatments with GA, LPS and GA-LPS caused a reduction of α1 subunit activity of Na+,K+-ATPase enzyme. On the other hand, it was shown that treatments with GA and LPS caused an increase in activity of α2/3 subunits of the enzyme. Thus, only treatment with GA-LPS showed a reduction in total activity of Na+,K+-ATPase in the hippocampus of young rats. These data indicate that the impairment in spatial learning observed in rats treated with GA, LPS and GA-LPS was due to increased levels of inflammatory cytokines, the reduction in hippocampal volume and the inhibition of α1 subunit activity of Na+,K+-ATPase enzyme. However, the worsening in spatial memory observed in rats treated with GA-LPS was due to inhibition of total activity of Na+,K+-ATPase, which was specific α2/3 isoforms, since only this group showed no compensatory response the activity of these subunits. Therefore, this second part of the study showed that chronic treatment with GA caused a deficit in spatial learning in young rats, and that the presence of an inflammatory process increased the impairment in spatial memory induced by GA alone. Thus, understanding the mechanisms involved in seizures and cognitive deficits observed in patients with GA-I in the presence of an inflammatory process is important for the development of new therapies to treat this condition, as well as other diseases associated with the presence of inflammatory mediators. / A acidemia glutárica tipo I (GA-I) é um erro inato do metabolismo (EIM) caracterizada bioquimicamente pelo acúmulo principal de ácido glutárico (GA) e patologicamente por uma característica degeneração estriatal. As manifestações clínicas são predominantemente neurológicas, e desenvolvem-se principalmente na infância (até os 5 anos de idade). Entre estas alterações, destacam-se as convulsões e os déficits cognitivos, os quais podem ser precipitados por processos infecciosos. A partir disso, a primeira hipótese a ser testada neste estudo foi investigar se o lipopolissacarídeo sorotipo E. coli 055 B5 (LPS; 2 mg/Kg; i.p.), um agente inflamatório, facilitaria as convulsões induzidas pelo GA em ratos jovens. Para isso, primeiramente determinou-se a dose intraestriatal aguda de GA (1.3 μmol/estriado) que causa convulsões comportamentais e eletroencefalográficas (EEG) em ratos jovens (21 dias). Em seguida foi verificado que a administração de LPS 3 horas antes da injeção intraestriatal de GA não alterou as convulsões, mas quando o LPS foi administrado 6 horas antes do GA, ele reduziu a latência e aumentou a duração das convulsões comportamentais e EEG induzidas pelo GA em ratos jovens. Observou-se também que injeção de LPS causou uma queda inicial na temperatura retal dos ratos jovens (até 2 horas), seguida de uma elevação na temperatura que iniciou em 3 horas e permaneceu alta até 6 horas após a injeção de LPS. Além disso, foi verificado que injeção de LPS 3 e 6 horas antes da injeção intraestriatal de GA causou um aumento nos níveis estriatais de IL-1β nos ratos jovens, sendo esse aumento estatisticamente maior em 6 do que em 3 horas. Também foi observado que o aumento nos níveis estriatais de IL-1β, causado pela administração de LPS, correlacionou-se positivamente com o tempo total de convulsões. Por fim, verificou-se que uso prévio do anticorpo da IL-1β preveniu a redução da latência e o aumento da duração das convulsões causadas pela administração de LPS 6 horas antes da injeção intraestriatal de GA nos ratos jovens. Assim, estes achados sugerem que a sinalização da IL-1β presente no processo inflamatório produzido pelo LPS contribui decisivamente para a hiperexcitabilidade neuronal e, consequentemente, para a redução da latência e o aumento da duração das convulsões induzidas pelo GA. Dessa maneira, tratamentos farmacológicos específicos que bloqueiam a superprodução ou as funções da IL-1β na GA-I, podem representar uma estratégia não convencional para o tratamento dessa patologia. Entretanto, estudos clínicos devem ser realizados a fim de avaliar a eficácia desse tratamento nos pacientes glutaricoacidêmicos que apresentam convulsões. Desde que os pacientes com GA-I apresentam outras alterações neurológicas importantes além das convulsões, como prejuízos cognitivos, a segunda hipótese a ser testada neste estudo foi verificar se o tratamento crônico com GA (5 μmol/g; s.c.; duas vezes por dia; do 5° ao 28° dia de vida) causaria déficit de memória espacial em ratos jovens, bem como se a inflamação produzida pelo LPS (2 mg/Kg; i.p.; uma vez por dia; do 25° ao 28° dia de vida) facilitaria o déficit cognitivo induzido pelo GA. Além disso, também foi objetivo avaliar o impacto desses tratamentos sobre possíveis alterações funcionais e estruturais no hipocampo desses animais. Inicialmente verificou-se que o tratamento crônico com GA, assim como os tratamentos com LPS e GA-LPS, causaram um déficit no aprendizado espacial dos ratos jovens. No entanto, foi observado que o tratamento com GA-LPS produziu um maior prejuízo na memória espacial comparado com os outros tratamentos. Em seguida foi observado que nenhum dos tratamentos alterou o peso ou a atividade locomotora/exploratória dos animais. Verificou-se também que o tratamento crônico com GA, assim como os tratamentos com LPS e GA-LPS, aumentaram os níveis hipocampais de IL-1β e TNF-α nos ratos jovens. Além disso, foi observado que tratamentos com GA, LPS e GA-LPS causaram uma redução no volume hipocampal total dos ratos jovens. Finalmente verificou-se que os tratamentos com GA, LPS e GA-LPS causaram uma redução na atividade da subunidade α1 da enzima Na+,K+-ATPase. Por outro lado, foi observado que os tratamentos com GA e LPS causaram um aumento na atividade das subunidades α2/3 da enzima. Assim, somente o tratamento com GA-LPS apresentou uma redução na atividade total da enzima Na+,K+-ATPase no hipocampo dos ratos jovens. Estes dados indicam que o prejuízo no aprendizado espacial observado nos ratos tratados com GA, LPS e GA-LPS parece estar relacionado a um aumento nos níveis de citocinas inflamatórias, a uma redução no volume hipocampal e a uma inibição na atividade da subunidade α1 da enzima Na+,K+-ATPase. No entanto, o maior prejuízo na memória espacial observado nos ratos tratados com GA-LPS ocorreu devido a inibição na atividade total da enzima Na+,K+-ATPase, que foi específica das isoformas α2/3, já que somente este grupo não apresentou resposta compensatória na atividade destas subunidades. Portanto, esta segunda parte do estudo demonstrou que o tratamento crônico com GA causou um déficit no aprendizado espacial de ratos jovens, e que a presença de um processo inflamatório potencializou o prejuízo na memória espacial induzida pelo GA sozinho. Assim, o entendimento dos mecanismos envolvidos nas convulsões e no déficit cognitivo observados nos paciente com GA-I frente a um processo inflamatório é importante para o desenvolvimento de novas terapias para o tratamento dessa patologia, bem como de outras doenças associadas à presença de mediadores inflamatórios.