Made available in DSpace on 2016-04-28T20:18:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008 - Rodrigo Mencalha Moreira.pdf: 2348355 bytes, checksum: 249dc9822a474bb30086d8952df6f1f2 (MD5) Previous issue date: 2008-08-28 / Brain serotonin (5-HT) depletion during the neonatal period lead a plastic cytoarchitecture change of the serotonergic system influencing directly several brain systems ontogeny development. This dissertation was aimed to elucidate the influence of brain 5-HT depletion during the neonatal period on the metabolic programming and the behavioral expression of adulthood rats. Brain 5-HT depletion was raised with the subcutaneous (s.c) administration of 100 mg. Kg-1 para-chlorophenylalanine (pCPA), a competitive inhibitor of the tryptophan hydroxylase enzyme, from the eighth at sixteenth post-natal days. In order to investigate the influence of pCPA on the subject metabolic programming, during and after treatment, the milk intake and body weight gain from the neonatal period to adulthood were evaluated. Furthermore, evaluating indirectly this influence on the energetic metabolism, the repercussions on the glycemic homeostasis through of the glycemia baseline measurements and under fasting in the adult rat were investigated. Around the ingestive behavior, baseline conditions paradigm and under fasting were made. In these experimental trials, water intake, ration, 2% sucrose and 0.3M NaCl were evaluated. Also, the 0.3 M NaCl intake after sodium depletion (furosemide 20mg. Kg-1, s.c) and water intake after hypertonic stimulus (1.0 M NaCl, s.c) were measured. The behavioral expression was evaluated through models involved with emotional-behavioral signals. In this analysis, the rat s anxiety status was investigated through of open field test, elevated plus-maze (EPM), social interaction and forced swimming. The results showed that treatment with pCPA reduces milk intake (P˂0.001) and therefore the body weight gain in the neonatal period (P˂0.001), claiming to be smaller until adulthood (P˂0.01). The glycemic homeostasis was also affected reflected in lower pCPA-male (P˂0.01) and pCPA-female (P˂0.001) levels after 24 hours of fasting. About to baseline intake, a higher pCPA-female sodium appetite (P˂0.05), related to a greater demand for 2% sucrose solution in both females (P˂0,001) were observed. Under fasting, a lower male-pCPA cumulative ration intake at 60 min (P˂0.05) and a higher female pCPA at 60 (P˂0.05) and 120 min (P˂0.01) were observed. Furthermore, after water deprivation, a higher pCPA-female cumulative water intake at 120 min (P˂0.05) compared with pCPA-male was rated. Was also observed a greater pCPA-male water intake at 120 and 180 min (P˂0.001) after hypertonic stimulus, however, it was not observed significant difference in the natriorexigenic responses in sodium depleted rats. In addition, pCPA male showed a evident anxiolytic activity in EPM test expressed by the higher time spent in the open arm (O.A) (P˂0.05), higher head-dipping in the O.A episodes (P˂0.001), less S.A.P. (P˂0.001) and grooming episodes (P˂0.01). Therefore, these results showed that 5-HT depletion during the neonatal period programme the energetic metabolic homeostasis and the behavioral expression of adulthood rats. / A deple??o cerebral de serotonina (5-HT) durante o per?odo neonatal acarreta uma altera??o pl?stica na citoarquitetura do sistema seroton?rgico influenciando diretamente o desenvolvimento ontog?nico de diversos sistemas cerebrais. Nesta disserta??o objetivou-se elucidar a influ?ncia da deple??o cerebral de 5-HT durante o per?odo neonatal sobre a programa??o metab?lica energ?tica e express?o comportamental de ratos adultos. A deple??o cerebral de 5-HT foi evocada com a administra??o subcut?nea (s.c) de 100 mg. Kg-1, de para-clorofenilalanina (pCPA), um inibidor competitivo da enzima triptofano hidroxilase, do oitavo ao d?cimo sexto dias p?s-natais. A fim de investigar a influ?ncia da pCPA, durante e ap?s o tratamento, sobre a programa??o metab?lica do indiv?duo, foram avaliadas a ingest?o de leite e o ganho de peso corporal do per?odo neonatal ? vida adulta. Ademais, avaliando indiretamente esta influ?ncia sobre o metabolismo energ?tico, foram investigadas as repercuss?es sobre a homeostase glic?mica atrav?s da mensura??o basal e sob jejum da glicemia do rato adulto. Em rela??o ao comportamento ingestivo foram realizados protocolos em condi??es basais e sob jejum. Nestes ensaios experimentais foram avaliadas as ingest?es de ?gua, ra??o, sacarose 2% e NaCl 0,3 M. Outrossim, foram mensuradas as ingest?es de NaCl 0,3 M ap?s deple??o de s?dio (furosemida 20mg. Kg-1, s.c) e de ?gua ap?s est?mulo hipert?nico (NaCl 1,0 M, s.c). A express?o comportamental foi avaliada atrav?s de modelos envolvidos com aspectos afetivo-comportamentais. Nesta an?lise, foi investigado o status de ansiedade dos ratos atrav?s dos testes de campo aberto, labirinto em cruz elevado (LCE), intera??o social e nata??o for?ada. Os resultados demonstraram que o tratamento com pCPA diminui a ingest?o de leite (P˂0,001) e conseq?entemente o ganho de peso corporal no per?odo neonatal (P˂0,001), sustentando-se menor at? a vida adulta (P˂0,01). A homeostase glic?mica tamb?m foi afetada refletida nos menores n?veis glic?micos em machos-pCPA (P˂0,01) e f?meas pCPA (P˂0,001) ap?s jejum alimentar de 24 horas. Em rela??o ?s ingest?es basais, foi observado um maior apetite por s?dio em f?meas-pCPA (P˂0,05), al?m de uma maior procura pela solu??o de sacarose 2% em ambas as f?meas (P˂0,001). Sob jejum alimentar, foi observada uma menor ingest?o cumulativa de ra??o em machos-pCPA aos 120 min (P˂0,05) e maior ingest?o em f?meas-pCPA aos 60 (P˂0,05) e 120 min (P˂0,01). Ademais, ap?s jejum h?drico, foi notada uma maior ingest?o cumulativa de ?gua em f?meas-pCPA aos 120 min (P˂0,05) em rela??o aos machos-pCPA. Observou-se ainda uma maior ingest?o de ?gua nos machos-pCPA aos 120 e 180 min (P˂0,001) ap?s est?mulo hipert?nico, por?m, n?o foi observada diferen?a significativa na resposta natriorexig?nica em ratos s?dio-depletados. Al?m disso, foi observada uma evidente atividade ansiol?tica no LCE expressa pelo maior tempo gasto no bra?o aberto (B.A) (P˂0,05), maior n?mero de epis?dios de head-dipping no B.A (P˂0,001), menos epis?dios de S.AP. (P˂0,001) e grooming (P˂0,01). Em resumo, estes resultados demonstram que a deple??o de 5-HT durante o per?odo neonatal programa a homeostase metab?lica energ?tica e a express?o comportamental de ratos adultos.

A depressão é o mais comum dos distúrbios afetivos. Afeta ao menos 10% da população idosa do Brasil. Nos idosos, alguns fatores ligados ao metabolismo parecem estar bastante relacionados a esse transtorno, como uma menor concentração de noradrenalina e serotonina (5-HT) e uma maior atividade da monoaminooxidase em relação a adultos jovens. Os inibidores seletivos da recaptação da serotonina (ISRS), principalmente a sertralina, são a primeira opção no tratamento da fase aguda e manutenção dos episódios depressivos em idosos. As plaquetas vêm sendo amplamente utilizadas como modelo para estudar na periferia alterações que ocorrem no sistema nervoso central. A 5-HT apesar de ser primordialmente expressa no cérebro, também pode ser encontrada em plaquetas. Este neurotransmissor está envolvido em inúmeros aspectos do funcionamento normal do cérebro desde a regulação do humor até a regulação hormonal. A deficiência nos níveis de 5-HT pode estar intimamente ligada a alguma anormalidade na atividade da glicogênio sintase quinase 3B(GSK3B). Esta enzima exerce funções no metabolismo celular que vão desde sobrevivência celular, metabolismo e processamento de proteínas, até processos cognitivos. A atividade da GSK3B é estreitamente regulada pela fosforilação. Fosforilação no sítio ser9 inativa a enzima, enquanto que a desfosforilação neste mesmo sítio ativa a enzima. Diversos estudos têm mostrado que a forma inativa da enzima exerce um efeito neuroprotetor. O objetivo do presente estudo foi verificar a influência do tratamento com sertralina, em pacientes idosos com diagnóstico de depressão maior, sobre a 5- HT e GSK3B após 3 e 12 meses de tratamento. A quantificação da 5-HT foi realizada por HPLC e da GSK3B plaquetária, pelos métodos de ELISA e blotting, que se revelaram equivalentes. Após um ano de tratamento encontramos uma diminuição da 5-HT plaquetária nos pacientes com depressão maior com relação aos níveis basais, bem como um aumento da forma total da enzima GSK3B (GSKT), uma diminuição da forma fosforilada (pGSK) e da razão entre pGSK e GSKT (rGSK). Quando comparados os níveis de GSK3B de pacientes tratados por um ano e controles, observamos uma maior expressão de GSKT em pacientes; enquanto a pGSK e rGSK se mostraram equivalentes. Pudemos observar, portanto, uma modulação da 5-HT e da GSK3B pelo uso de sertralina. Essa modulação pode indicar que a ação antidepressiva deste fármaco pode estar associada a essas vias de sinalização / Depression is the most common affective disorders. It affects at least 10% of the elderly population of Brazil. In the elderly, some factors related to metabolism appear to be closely related to this disorder, such as lower concentration of noradrenaline and serotonin (5-HT) and increased monoamine oxidase activity in relation to young adults. The selective serotonin reuptake inhibitors (SSRI), especially sertraline are the first choice in treating acute and maintenance of depressive episodes in the elderly. Platelets have been widely used as a model to study in peripheral changes that occur in Central Nervous System. Although 5-HT is primarily expressed in the brain, it can also be found in platelets. This neurotransmitter is involved in numerous aspects of normal brain function since the regulation of mood to the hormonal regulation. A deficiency in 5-HT levels may be closely related to an abnormality in glycogen synthase kinase 3B (GSK3B) activity. This enzyme plays several functions in cell metabolism, ranging from cell survival, metabolism and protein processing, to cognitive processes. The GSK3B activity is tightly regulated by phosphorylation. Phosphorylation on Ser9 site inactives the enzyme, whereas dephosphorylation in the same site actives the enzyme. Several studies have shown that the inactive form of the enzyme plays a neuroprotective effect. The objective of this study was to investigate the influence of sertraline in elderly patients diagnosed with major depression, on platelet 5-HT and GSK3B after 3 and 12 months of treatment. Quantification of 5-HT was performed by HPLC and GSK3B by ELISA and western blotting. The methods for platelet GSK3B determination showed to be equivalent. After one year of treatment we found a decrease of platelet 5-HT in patients with major depression relative to their baseline levels, as well as an increase in the total form of GSK3B enzyme (GSKT), a decrease in phosphorylated form (pGSK) and the ratio between pGSK and GSKT (rGSK). Comparing the levels of GSK3B of patients with one year of treatment and controls, we found a higher GSKT expression in patients; while pGSK and rGSK showed to be equivalent. Therefore we observed a modulation of 5-HT and GSK3B by sertraline. This modulation may indicate that the antidepressant action of this drug may be associated with these signaling pathways

As anêmonas do mar utilizam um rico complexo protéico para capturar suas presas e para se defender de predadores. A peçonha, destes animais, contem neurotoxinas com ação em canais iônicos específicos e hemolisinas que atuam formando poros em membranas. No entanto, pouco se conhece sobre a atividade biológica de substâncias de baixo peso molecular isoladas da peçonha destes animais. Bunodosina 391 (BDS 391), um composto de baixo peso molecular isolado da peçonha da anêmona do mar Bunodosoma cangicum, apresenta atividade antinociceptiva periférica. Ensaios farmacológicos mostraram que a ação do BDS 391 é mediada pela ativação de receptores serotoninérgicos, histaminérgicos e pela abertura de canais de potássio. É interessante observar que o BDS 391 apresenta similaridade estrutural a 5-HT e histamina, o que torna de especial interesse a detecção do efeito antinociceptivo periférico para este composto. Os resultados obtidos nesse estudo poderão favorecer o melhor conhecimento sobre a fisiopatologia da dor e de seu controle, bem como o desenvolvimento de novos fármacos. / Animal toxins are directed against a wide variety of pharmacological targets, making them an invaluable source of ligands for studying the signaling pathways of pain and its control. Sea anemone venoms contain many biologically active compounds such as cytolysins (1820 kDa) and ion channel modulators (35 kDa). In addition, low molecular weight compounds have been isolated and identified in these venoms; however few studies have been carried out in order to determine the biological activity of such compounds. BDS 391 is a low molecular weight and non-peptidic compound purified from the Brazilian sea anemone Bunodosoma cangicum venom. Studies on the structure of BDS 391 have demonstrated that this compound is composed of a bromoindole group connected to histidine. Our recent data have indicated that BDS 391 administered by intraplantar route into the rat hind paw induces potent peripheral analgesia in models of acute and chronic pain. These study can to contribute to the better characterization of the pain pathway and your control.

The development of new solid forms of active pharmaceutical ingredients (API) is relevant both from fundamental as well as industrial perspectives. To this end, Crystal Engineering plays an ever-increasing important role in pharmaceutical sciences. Among the crystal engineering strategy, salt formation is the most important and implemented approach. The salt forms of API could be used to modulate and tuned the solubility and stability of API to provide optimal practical uses. Herein, we report pharmaceutical salts of two Selective Serotonin Reuptake Inhibitor antidepressants used in the treatment of depression and anxiety disorders, Paroxetine (PRX) and Fluoxetine (FLX). For this purpose, salt formers, supramolecular synthesis and crystallization protocols have been driven by the systematization of structural and supramolecular data of molecules and analogues from the Cambridge Structural Database. Paroxetine bromide hemihydrate ((PRXBr)0.5H2O), Paroxetine Nitrate hydrate (PRXNO3H2O) and two polymorphs of Fluoxetine Nitrate (FLXNO3) have obtained. All were characterized by a combination of techniques including Single Crystal X-ray Diffraction, Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetry analysis (TGA), Hot Stage Microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy (IR) and solubility measurements. Since the hydration/dehydration process in APIs induces phase transitions that compromise its efficiency, the structural characterization of (PRXBr)0.5H2O help to understand its reversible dehydration process. Also, this study has implication in the understating of dehydration of isostructural PRX hydrochloride salt. Additionally, the (PRXNO3)H2O have shown the conformational flexibility and supramolecular diversity of PRX. On the other hand, the chirality of FLX is related to two nitrate salt polymorphs. A racemate and a non-centrosymmetric structure with independent enantiomers in the asymmetric unit were obtained for FLXNO3. Their packing have shown the existence of different racemic motifs, resulting in different enantiomer orientations The rare occurrence of racemic systems in non-centrosymmetric space groups becomes this event a noteworthy case. By their physicochemical properties, the polymorphs were monotropically related. The scientific contributions of this thesis show the diversity of the solid forms and define candidates to new antidepressants APIs solid formulations. / O desenvolvimento de novas formas sólidas de ingredientes farmacêuticos ativos (API) é relevante tanto numa perspectiva fundamental como industrial. Para tal, a Engenharia de cristais tem desempenhado um papel importante nas ciências farmacêuticas. Dentre as estratégias, a formação de sais é a abordagem mais importante e implementada. Os sais de APIs são capazes de modular e ajustar a solubilidade e a estabilidade, a fim de proporcionar uso prático. Nesta tese, são reportados sais de dois fármacos Inibidores Seletivos de Recaptação de Serotonina, consolidados no tratamento da depressão e distúrbios de ansiedade, a Paroxetina (PRX) e a Fluoxetina (FLX). Brometo de Paroxetina hemiidratado ((PRXBr)0.5H2O), Nitrato de Paroxetina hidratado (PRXNO3H2O) e polimorfos de Nitrato de Fluoxetina (FLXNO3), síntese e protocolos de cristalização foram cuidadosamente delineados, com base na sistematização de dados estruturais e supramoleculares das moléculas e seus análogos, depositados no Cambridge Structural Database. Todos os sais foram caracterizados por Difração de Raios-X por Monocristal, Calorimetria Explanatória Diferencial (DSC), Análise termogravimétrica (TGA), Termomicroscopia, Espectroscopia vibracional na região do infravermelho (IR) e solubilidade. Considerando que a hidratação/desidratação induz mudanças de fases que comprometem a eficiência do API, a caracterização do (PRXBr)0.5H2O auxiliou no entendimento do processo de desidratação reversível que ocorre para esse fármaco. Estas mudanças de fase resultam também em implicações sobre a compreensão do processo de desidratação do sal isoestrutural de cloreto de PRX hemiidratado. Além disso, por meio da elucidação estrutural do (PRXNO3)H2O, foi possível analisar a diversidade conformacional e supramolecular da PRX. Quanto à FLX, verificou-se que sua quiralidade está relacionada com seu polimorfismo. Um racemato e uma estrutura não centrossimétrica com dois enatiômeros independentes na unidade assimétrica foram obtidos para o FLXNO3. A comparação destas estruturas permitiu mostrar a existência de arranjos supramoleculares racêmicos, constituídos por diferentes orientações de enatiômeros. A rara ocorrência de sistemas racêmicos em grupos espaciais não-centrossimétricos tornou este evento um caso notável. A partir das propriedades físico-químicas, os polimorfos puderam ser monotropicamente relacionados. Os resultados desta tese trazem importantes contribuições científicas para diversidade de formas sólidas e também define novas formulações sólidas para utilização como antidepressivos.

A estimulação epidural do córtex motor (ECM) é eficaz no tratamento da dor neuropática refratária, porém seus mecanismos de ação ainda são incertos. Sabendo que a ECM ativa a via analgésica descendente em ratos, fomos investigar o efeito da ECM sobre os núcleos serotonérgicos descendentes, dorsal da rafe (NDR) e magno da rafe (NMR) e sobre os neurônios da coluna posterior da medula espinhal (CPME). Ratos Wistar, submetidos à ECM, foram avaliados no teste de pressão da pata e seus tecidos foram avaliados frente à imunorreatividade (IR) para Egr-1 (marcador de ativação neuronal), serotonina (5HT) e substância P (SP). A ECM induziu antinocicepção em 62% nos animais, não alterou a ativação do NDR, entretanto ativou o NMR (67%), quando comparado com ratos não estimulados. A ECM aumentou a IR-5HT em 75% no NDR e em 92% no NMR. Na CPME, a ECM inibiu os neurônios nociceptivos (48%), porém não interferiu com a IR-SP. Estes resultados sugerem que a ECM induz analgesia, em parte, via ativação do sistema serotonérgico descendente. / Motor cortex stimulation (MCS) is effective in the treatment of refractory neuropathic pain; however, its mechanisms of action remain unclear. Since the MCS activates the descending pain pathway in rats, we investigated the MCS effect on the descending serotonergic nuclei, dorsal raphe nucleus (DRN) and the magnus raphe nucleus (MRN) and also on the neurons of the dorsal horn of the spinal cord (DHSC). Wistar rats, submitted to MCS, were evaluated by paw pressure test and its tissues were evaluated by immunoreactivity (IR) to Egr-1 (neuronal activation marker), serotonin (5HT) and substance P (SP). MCS induced antinociception by 62% in animals, although did not modify the NDR activation; however, activated the MRN (67%), when compared to control groups. MCS increased the IR-5HT by 75% in the NDR and 92% in the MRN. In the DHSC, MCS inhibited the nociceptive neurons (48%), however did not change the IR-SP. These results suggest that MCS induce antinociception, partly, by the descending serotonergic pathway activation.

O labirinto em cruz elevado (LCE) é um dos testes de ansiedade mais empregados na atualidade. Uma característica intrigante desse modelo é a abolição dos efeitos ansiolíticos dos benzodiazepínicos como resultado de uma única experiência prévia no labirinto. Este fenômeno, chamado “one-trial tolerance" (OTT), tem recebido considerável atenção e dentre as diversas hipóteses sugeridas para explicá-lo, podemos citar uma alteração no estado emocional do animal, perda do conflito motivacional e habituação do comportamento exploratório. A descoberta de que benzodiazepínicos reduzem a atividade de neurônios serotoninérgicos, associada a resultados obtidos em testes de conflito que mostram que antagonistas serotoninérgicos podem causar efeitos ansiolíticos comparáveis aos benzodiazepínicos, levaram à noção de que a serotonina (5-HT) é o principal neurotransmissor envolvido na ansiedade. No entanto, com o uso de outros modelos animais, o envolvimento da 5-HT tem sido questionado, ao mesmo tempo em que outras aminas biogênicas, como a noradrenalina (NA), têm sido implicadas na modulação da ansiedade. Nesse estudo procedemos uma análise etofarmacológica de ratos tratados com o antagonista serotoninérgico cetanserina e os antidepressivos fluoxetina e desipramina submetidos ao teste e reteste no LCE. Esses antidepressivos aumentam os níveis sinápticos de 5-HT e NA, respectivamente. Além disso, foram medidas as concentrações plasmáticas de corticosterona - considerada um índice confiável de medo e estresse - de ratos expostos à sessão única ou repetida no LCE. As drogas administradas antes da reexposição ao labirinto não produziram efeitos ansiolíticos, replicando o fenômeno da OTT comumente associado aos benzodiazepínicos. Por outro lado, a cetanserina administrada antes da primeira sessão produziu um efeito ansiolítico, mas o tratamento subcrônica com fluoxetina e desipramina não alterou o comportamento exploratório dos animais no LCE. Ratos submetidos à sessão única ou repetida no labirinto apresentaram um aumento similar dos níveis plasmáticos de corticosterona, indicando que a reexposição ao LCE apresenta propriedades aversivas e a OTT deve estar mais relacionada à uma alteração no estado emocional do animal do que à habituação do comportamento exploratório. / The elevated plus-maze (EPM) is currently one of the most used test of anxiety. An intriguing feature of this model is the abolition of the anxiolytic effect of benzodiazepines by a single previous experience with the maze. This phenomenon, termed one-trial tolerance (OTT), has received considerable attention and among the several hypotheses suggested to explain it, we can listed a shift in the animal emotional state, lack of motivational conflict and exploratory behavior habituation. The discovery that benzodiazepines reduce the activity of serotonergic neurons, associated with results obtained in conflict tests showing that serotonergic antagonists may cause anxiolitic-like effects comparable to the benzodiazepines, has led to the notion that the serotonin (5-HT) is the most important neurotransmitter involved in the anxiety. Nevertheless, with the use of other animal models, the 5-HT involvement has been questioned, at the same time that other biogenic amines, such as noradrenalin (NA), have been implicated in the anxiety modulation. In this study, we carried out an ethopharmacological analysis of rats under treatment with the serotonergic antagonist ketanserin and the antidepressants fluoxetine and desipramine submitted to the test and retest in the EPM. These antidepressants increase the synaptic levels of 5-HT and NA, respectively. Besides, plasma corticosterone concentrations - considered a reliable index of fear and stress - of rats exposed once or twice to the EPM were measured. The drugs injected before the retest in the EPM did not produce anxiolytic effects, replicating the OTT phenomenon generally associated with the benzodiazepines. On the other hand, ketanserin injected before the first session produced an anxiolytic effect but the subchronic treatment with fluoxetine and desipramine did not change the exploratory behavior of the animals in the EPM. Naive and experienced rats show a similar increase in the plasma corticosterone levels when submitted to the EPM, indicating that the retest to EPM has aversive properties and the OTT may be more related to a change in the emotional state of the animal than to a habituation of the exploratory behavior.

La corteza prefrontal (CPF) juega un papel crucial en funciones cerebrales superiores como la cognición, siendo la corteza cerebral más evolucionada en humanos. La corteza cerebral está densamente inervada por aferencias aminérgicas que se originan en el cerebro medio: los núcleos del rafe (NR), el locus coeruleus y el área tegmental ventral, que ejercen un papel neuromodulador de la actividad cortical. Estudios en humanos han implicado a la CPF en patologías psiquiátricas severas como la depresión o la esquizofrenia. A su vez, la mayor parte de los fármacos antidepresivos utilizados actualmente (inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina) tienen al sistema serotoninérgico como diana terapéutica. En la presente Tesis se ha estudiado el circuito que se establece entre la CPF medial (CPFm) y los núcleos dorsal y medial del rafe (NDR y NMR) con el objetivo principal de conocer cómo se controlan recíprocamente estas dos áreas cerebrales. Para ello hemos utilizado microdiálisis intracerebral en rata despierta y electrofisiología unitaria extracelular en animal anestesiado.Específicamente, hemos descrito el mecanismo utilizado por la CPFm para controlar la actividad de las neuronas serotoninérgicas del NDR. Este mecanismo implica una excitación inicial glutamatérgica a través de receptores iGluR (NMDA y AMPA/KA), tras lo cual aumenta la liberación de serotonina en el NDR, que inhibe a otras neuronas serotoninérgicas a través de receptores 5-HT1A. Adicionalmente, la excitación de interneuronas GABAérgicas de los NR inhibe a las neuronas serotoninérgicas a través de receptores GABAA. La CPFm expresa receptores para la serotonina 5-HT1A (inhibitorios) y 5-HT2A (excitatorios) abundantemente, pero se desconoce su localización exacta y su papel funcional. Nuestros trabajos muestran cómo la activación de estos receptores corticales disminuye y aumenta, respectivamente, la actividad de las neuronas serotoninérgicas del NDR y la liberación de serotonina en la CPFm. Además, la activación cortical de receptores 5-HT2A por el alucinógeno DOI aumenta de forma global la actividad de las neuronas piramidales de la CPFm y con ello la actividad del circuito, traduciéndose en un aumento en la liberación cortical de serotonina. Así, el aumento de la actividad de las neuronas piramidales por receptores AMPA, ya sea administrando AMPA o aumentando las concentraciones extracelulares de glutamato endógeno mediante la desinhibición del tálamo, incrementan la liberación cortical de serotonina en respuesta al aumento en la actividad del circuito CPFm-NR. Estos resultados sugieren un efecto sinérgico parecido a la LTP entre la activación de receptores 5-HT2A corticales y receptores AMPA. Paralelamente, experimentos farmacológicos y lesiones del tálamo muestran que los receptores 5-HT2A responsables de la excitación piramidal inducida por DOI no se encuentran en terminales talamocorticales.Además, describimos un efecto global inhibitorio de la serotonina en la CPF. Hemos caracterizado la presencia de receptores 5-HT1A y 5-HT2A en neuronas piramidales de CPFm, que están ampliamente coexpresados y cuya actividad induce respuestas opuestas en la actividad piramidal. Se ha propuesto una localización de los receptores 5-HT1A y 5-HT2A en distintos compartimentos de las neuronas piramidales: los primeros se localizarían en el cono axonal (un lugar muy importante para la generación del potencial de acción) mientras que los segundos se encontrarían en la dendrita apical. El importante papel inhibidor de los receptores 5-HT1A en la generación del potencial de acción y la posible existencia de proyecciones GABAérgicas desde los NR explicarían el predominante papel inhibitorio que los NR ejercen en la CPFm.Finalmente describimos la presencia de receptores 5-HT3 en un conjunto de neuronas corticales localizadas cerca de la línea media, posiblemente GABAérgicas, que controlarían la actividad piramidal a nivel de su dendrita apical.Estos resultados ayudan a comprender el funcionamiento de la CPF y el papel de la serotonina en la función cerebral. / The prefrontal cortex (PFC) plays a crucial role in higher brain functions like cognition. It receives a dense innervation from the brainstem aminergic nuclei, including the serotonergic dorsal and median raphe nuclei (DR, MnR). Although the exact role of serotonergic neurotransmission in PFC remains largely unknown, the PFC contains a very large density or serotonin 5-HT1A (inhibitory) and 5-HT2A (excitatory) receptors. In addition, hallucinogens like LSD or DOI are agonists and atypical antipsychotics are antagonists at 5-HT2A receptors. Furthermore, most of the antidrepressants (selective serotonin reuptake inhibitors) target the serotonergic system.As the PFC and the raphe nuclei are implicated in major depression and schizophrenia, the main goal of this Doctoral Thesis has been to analize the circuit PFC-raphe nuclei. For this purpose we have used the microdialysis technique and single-unit extracellular recordings. Firstly, our results indicate a complex regulation of DR serotonergic neurons by medial PFC (mPFC) afferents. An initial excitation of some serotonergic neurons by descending excitatory fibers releases serotonin, which inhibits other DR neurons by acting on 5-HT1A autoreceptors. Afferents from the mPFC also inhibit serotonergic neurons through the activation of GABAergic interneurons.Secondly, the activation of 5-HT1A and 5-HT2A receptors in the mPFC decreases and increases, respectively, DR serotonergic neuron activity and serotonin release in the mPFC. Additionally, DOI-induced activation of cortical 5-HT2A receptor increases pyramidal activity. Likewise, the increase in piramidal activity through AMPA receptors, induced by locally AMPA administration or thalamic disinhibition increases cortical serotonin release. However, 5-HT2A receptors responsible for DOI cortical excitation are unrelated to thalamocortical afferents.Moreover, we report an overall inhibitory effect of raphe nuclei stimulation on PFC activity. Our results show a large coexpression of 5-HT1A and 5-HT2A receptors in pyramidal neurons of the PFC that exert opposite effects on pyramidal activity. 5-HT2A receptors are enriched in apical dendrites of pyramidal neurons. 5-HT1A receptors are mainly localized in the axon hillock, that would assign a prominent inhibitory role in the control of pyramidal activity. Our in vivo data also suggest the existence of a GABAergic projection from the raphe nuclei to the mPFC.Finally, we describe a subpopulation of cortical 5-HT3-expressing neurons, possibly GABAergic, localized near the midline that control pyramidal activity at the apical dendrite level.

Una de las principales cuestiones en farmacología molecular de los GPCR es entender los mecanismos estructurales de las siete hélices transmembrana (TM) que se producen para estabilizar ya sea Rg o los diferentes estados R*. Para entender el mecanismo que cambia el equilibrio del conjunto a un estado activo R* se construyeron tres de los receptores de la serotonina (5-HT4, 5-HT6, y 5 HT7) sobre la base de su información más reciente de cristalografía de rayos X. Dando lugar a dos modelos de cada receptor: una inactiva y otra activa. Los modelos, mejorados y evaluados con la ayuda de datos farmacológicos y químicos se utilizaron principalmente para comprender la interacción entre un ligando y su receptor y su mecanismo de acción. Estos hallazgos estructurales pueden a su vez resultar útiles para el diseño de nuevos fármacos más eficaces y selectivos. / One of the main questions in G protein coupled receptors (GPCRs) molecular pharmacology is to understand the structural arrangements of the seven transmembrane (TM) helices that occur to stabilize either the ground state (Rg) or different active states (R*) of the receptors. In order to understand the mechanism that shift the equilibrium of the ensemble to an active R* state models of the inactive and the active state of three serotonin receptors (5-HT4, 5-HT6, and 5-HT7) were built based on the latest information from X-ray crystallography. The resulting models were mainly used to understand the interaction between a ligand and its receptor and the mechanism of action. With the help of pharmacological and chemical data these models and complexes were improved and evaluated. These findings may prove valuable for structural based drug discovery efforts and facilitate the design of more effective and selective pharmaceuticals.

Danos mitocondriais e diminuição nos níveis de ATP têm sido recentemente atribuídos à sertralina. Nós investigamos o efeito da sertralina em plaquetas humanas, já que estas células demonstram várias similaridades funcionais com neurônios e astrócitos. Os efeitos da sertralina em diferentes parâmetros foram investigados em plaquetas lavadas de 18 voluntários saudáveis do sexo masculino, depois de 24h de exposição ao fármaco. A toxicidade da sertralina foi observada apenas nas concentrações mais altas, 30 e 100μM, nas quais a viabilidade das plaquetas foi significantemente reduzida a 76 ± 3% e 20 ± 2 %, respectivamente. As mesmas concentrações reduziram o ATP a 73 ± 3% e 13 ± 2 %, respectivamente. Os valores basais de glicogênio não foram afetados significativamente pelo tratamento com sertralina. A captação de glutamato foi reduzida de forma significativa após o tratamento com 3, 30 e 100 μM, em 28 ± 6 %, 32 ± 5% e 54 ± 4 %, respectivamente. Nosso estudo demonstra que a sertralina em concentrações terapêuticas não compromete a viabilidade plaquetária, porém seu uso não pode ser considerado isento de risco, pois em um cenário no qual os níveis de glutamato extracelular estão potencialmente aumentados, a sertralina poderia agravar uma condição excitotóxica / Mitochondrial damage and fall in ATP levels have been recently attributed to sertraline. We investigated the effect of sertraline on human platelets, since these cells display several functional similarities with neurons and astrocytes. The effects of sertraline on different parameters were investigated in washed platelets from 18 healthy male volunteers, after 24 h of drug exposure. Sertraline toxicity was observed only at the highest concentrations, 30 and 100 μM, which significantly reduced platelet viability to 76 ± 3% and 20 ± 2%, respectively. The same concentrations significantly decreased total ATP to 73 ± 3% and 13 ± 2%, respectively. Basal values of glycogen were not significantly affected by sertraline treatment. The glutamate uptake was significantly reduced after treatment with 3, 30 and 100 μM, by 28 ± 6%, 32 ± 5% and 54 ± 4%, respectively. Our study showed that sertraline at therapeutic concentrations does not compromise platelet viability, but its use may not be without risk, since in a scenario where extracellular glutamate levels are potentially increased, sertraline might aggravate an excitotoxic condition.

O objetivo desta tese foi estudar o comportamento agressivo de ratas Wistar no período pósparto. Para isto, foram avaliados os efeitos anti-agressivos dos agonistas dos receptores 5- HT1A (8-OH-DPAT) e 5-HT1B (CP-93,129), microinjetados no núcleo dorsal da rafe (DRN) e na região ventro-orbital do córtex pré-frontal (VO PFC), respectivamente. O comportamento agressivo foi analisado, utilizando o protocolo da provocação social e as respostas neuroendócrinas bem como a ativação neuronal nas mesmas regiões citadas acima, através da expressão de c-Fos, também foram estudadas. Nossos resultados mostraram que o 8-OH-DPAT aumentou o comportamento agressivo das fêmeas no período pós-parto, atuando nos autorreceptores somatodendrítcos do DRN, enquanto a ativação dos receptores 5-HT1B na VO PFC, através do CP-93,129 apresentou efeitos anti-agressivos evidenciados pela diminuição da frequência e duração dos comportamentos agressivos de ataque lateral e mordidas no corpo do intruso. Após a submissão das ratas lactantes à provocação social ou ao confronto agressivo, na presença dos seus filhotes, ocorreu uma redução nos níveis plasmáticos de corticosterona e esta resposta também prevaleceu quando ocitocina, prolactina e progesterona foram dosados. Quanto à análise da técnica de imunoistoquímica para a proteína Fos, nossos resultados mostraram que ratas lactantes, submetidas à provocação social e comportamento agressivo, contra um macho intruso, na presença dos filhotes, aumentam a expressão da imunorreatividade à proteína Fos especificamente na região VO do PFC. Por outro lado, não houve alteração na expressão de Fos no DRN após exposição à provocação social ou teste de agressividade. Concluímos que o CP-93,129 quando microinjetado na região VO PFC de ratas provocadas socialmente, no período pós-parto, reduziu o comportamento agressivo maternal, atuando ou nos autorreceptores pré-sinápticos terminais ou nos heterorreceptores pós-sinápticos e que a microinjeção de 8-OH-DPAT no DRN, aumentou o comportamento agressivo de ratas lactantes, através da ativação dos autorreceptores somatodendríticos 5-HT1A. Ratas provocadas e com comportamento agressivo aumentam a expressão de c-Fos no VO PFC, complementando resultados prévios com microinjeção de agonistas 5-HT1B nesta mesma região. Finalmente, a provocação social e o confronto agressivo causaram uma redução significativa dos níveis hormonais em ratas lactantes, mostrando, desta maneira, que a lactação é um fator relevante na caracterização das respostas neuroendócrinas ao estresse. Estes resultados adicionam conhecimento acerca da modulação do comportamento agressivo em ratas Wistar e do protocolo da provocação social como uma ferramenta para estudos em modelos animais de agressividade escalada.