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Previous issue date: 2015-08-31 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / The major depressive disorder (MDD) is a psychiatric condition which profoundly alters with the brain metabolism and neurochemistry characterized by a state of deep, chronic sadness, accompanied by anhedonia, sensation of worthlessness and lack of motivation, often leading the patient to suicide. The ventral tegmental area (VTA) is an important dopaminergic region intimately associated with the pathophysiology of MDD. Ketamine is a drug that antagonizes the glutamatergic NMDA receptors which has been shown to exert an immediate antidepressant effect and the treatment with ketamine is a promising new alternative for MDD therapeutic. Furthermore, the small animal positron emission tomography (microPET) is a technique which allows the assessment of the temporal-spatial distribution of radiolabelled molecules in vivo, and the utilization of 18F-Fluorodeoxyglucose (18F-FDG) as a radiotracer for this analysis still needs standardization in our University. In this sense, this thesis has been divided into two stages. Firstly, we standardized the brain metabolic assessment technique using 18F-FDG associated with microPET in Wistar rats, and with it, we rendered a neurometabolic atlas of the distribution of 18F-FDG in 56 brain regions. We compared our neurometabolic data with data from five other scientific articles which assessed the biochemical and immunohistochemical activity of cytochrome c oxidase (COX), these techniques are traditionally used for assessment of ex vivo brain metabolism. Thus, we ranked the regions analyzed in our study and the regions from the selected COX studies, and correlated the rankings with the Spearman test for non-parametric ranked data correlation. In this study we detailed the distribution of 18F-FDG in the brain of Wistar rats. On four of the selected studies we did not find a correlation, only on Shumake at al.?s study we found a moderate correlation (r=0.56, p=0.023). In the second stage, we analyzed the influence of acute ketamine treatment on the depressive-like behavior, the glucose metabolism and tyrosine hydroxylase activity (TH) (a rate-limiting dopamine synthesis enzyme) in the VTA of animals exposed to the chronic unpredictable stress (CUS). In this study, 48 Wistar rats were divided into four groups: 1-Control, 2-Ketamine, 3-CUS, 4-CUS+Ketamine. The animals undergone the CUS protocol were expose to several stressors, twice-daily, for 28 consecutive days. The treatment consisted of a single intraperitoneal injection of 10mg/kg of ketamine. For the behavioral analysis the sucrose preference test, the open field test, and the forced swim test were executed. The glucose metabolism and TH immunoreactivity in the VTA were analyzed by 18F-FDG-microPET and immunohistochemistry for TH, respectively. The CUS groups showed a decrease in sucrose solution intake and an increase in the immobility time on the forced swim test, and ketamine treatment was able to reverted the depressive-like behavior (p<0.05. The CUS protocol and ketamine treatment did not influence upon the 18F-FDG uptake or the TH immunoreactivity in the VTA. The results obtained in this thesis aid on the standardizing of the use of 18F-FDG with microPET, for the analyses on brain metabolism in our university. Furthermore, with the CUS protocol, we confirmed the acute, antidepressant effect of ketamine, however, our finds indicated that this effect is not related to metabolic or dopaminergic physiology in the VTA. / O transtorno depressivo maior (MDD) ? um dist?rbio psiqui?trico que altera profundamente a neuroqu?mica e o metabolismo encef?lico; caracterizado clinicamente por um estado de tristeza profunda cr?nica, acompanhada por anedonia, sensa??o de desvalia e falta de motiva??o, podendo levar o paciente a cometer suic?dio. A ?rea tegmental ventral (VTA) ? uma importante regi?o dopamin?rgica intimamente relacionada com a patofisiologia do MDD. A cetamina ? um f?rmaco antagonista de receptores NMDA glutamat?rgicos que apresenta um r?pido efeito antidepressivo e o tratamento agudo com cetamina ? uma promissora alternativa terap?utica para os pacientes com MDD. Ademais, a tomografia por emiss?o de p?sitrons para pequenos animais (microPET) ? uma t?cnica que permite avaliar a distribui??o temporal-espacial de mol?culas radiomarcadas in vivo, e a utiliza??o do 18F-Fluorodeoxiglicose (18F-FDG) como r?dio-tra?ador para este tipo de an?lise ainda necessita ser padronizada junto a nossa Universidade. Deste modo, esta tese de doutorado foi dividida em duas etapas. Primeiramente, padronizamos a t?cnica de an?lise do metabolismo encef?lico de ratos Wistar com uso de 18F-FDG associada ao microPET, e com isso confeccionamos um atlas neurometab?lico detalhado da distribui??o de 18F-FDG em 56 regi?es encef?licas. Comparamos os dados neurometab?licos obtidos com dados de cinco artigos da literatura cient?fica que realizaram avalia??es bioqu?micas e imunoistoqu?micas da atividade do citocromo c oxidase (COX), t?cnicas tradicionalmente utilizadas para an?lise do metabolismo encef?lico ex vivo. Para a compara??o, ordenamos as regi?es analisadas em nosso estudo e as regi?es dos estudos de COX selecionados, ent?o correlacionamos estas ordena??es atrav?s do teste n?o param?trico de correla??o para dados ordenados de Spearman. Neste estudo detalhamos a distribui??o de 18F-FDG no enc?falo de ratos Wistar. Em quatro dos estudos selecionados n?o encontramos correla??o, somente com o estudo de Shumake et al. encontramos uma correla??o moderada (r=0,56, p=0,023). Na segunda etapa, analisamos a influ?ncia do tratamento agudo com a cetamina sobre o comportamento s?mil-depressivo, o metabolismo de glicose e a atividade da enzima tirosina hidroxilase (TH) (uma enzima limitante na s?ntese de dopamina) na VTA de animais submetidos protocolo de estresse cr?nico imprevis?vel (CUS). Neste estudo, 48 ratos Wistar foram divididos em quatro grupos: 1-Controle, 2-Cetamina, 3-CUS, 4-CUS+Cetamina. Os animais submetidos ao protocolo CUS foram expostos a estressores variados, duas vezes ao dia, por 28 dias consecutivos. O tratamento foi uma ?nica administra??o intraperitoneal de 10mg/kg de cetamina. Para an?lise comportamental foram realizados os testes de prefer?ncia a sacarose, campo aberto e nado for?ado. O metabolismo da glicose e a imunorreatividade para TH na VTA foram analisadas por meio do 18F-FDG-microPET e imunoistoqu?mica para TH, respectivamente. Os grupos CUS apresentaram uma diminui??o do consumo de solu??o de sacarose e um aumento no tempo de imobilidade no teste de nada for?ado e o tratamento com cetamina foi capaz de reverter o comportamento s?mil-depressivo (p<0,05). O protocolo CUS e o tratamento com cetamina n?o exerceram influ?ncia sobre a capta??o de 18F-FDG e a imunorreatividade para TH na VTA. Os resultados obtidos com esta tese de doutorado possibilitaram a padroniza??o do uso de 18F-FDG com microPET, para an?lise do metabolismo encef?lico de ratos Wistar em nossa Universidade. Ademais, com o uso do protocolo CUS, confirmou-se o efeito antidepressivo agudo da cetamina, contudo nossos achados indicam que este n?o ? relacionado a altera??es metab?licas ou da histofisiologia dopamin?rgica da VTA.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.pucrs.br:tede/6367 |
| Date | 31 August 2015 |
| Creators | Baptista, Pedro Porto Alegre |
| Contributors | Xavier, L?der Leal |
| Publisher | Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul, Programa de P?s-Gradua??o em Biologia Celular e Molecular, PUCRS, Brasil, Faculdade de Bioci?ncias |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 8198246930096637360, 600, 600, 600, 600, 36528317262667714, -1634559385931244697, 2075167498588264571 |
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