Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Cognitive impairment is a mental disorder which is associated with neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease (AD), which is the most common form of dementia. Currently there are no consistent evidence who allow support any measure for the prevention of this disease (DAVIGLUS et al., 2010). As for its treatment, there are methods which can provide relative relief of the symptoms, however, only of palliative nature. Thus, this study aimed to evaluate the n-acetylcysteine (NAC), a molecule with neuroprotective properties, in the treatment and prevention of subsequent dementia of AD, using an experimental model of dementia induced by streptozotocin (STZ) in mice. Initially the effect of NAC on the activity of acetylcholinesterase (AChE) activity in vitro mouse brain was evaluated. The ideal dithiobisnitrobenzoate (DTNB) concentration and pH was 0.3 mM and 7.4, respectively. Linearity in enzyme activity was obtained at acetylthiocholine (ATCh) concentrations ranging from 0.025 to 0.450 mM. Sixty sec prior to the addition of ATCh range to avoid interference DTNB NAC interaction was added to the method. NAC interfered with AChE Vmax starting at the concentration of 75 uM without affecting the Km, featuring a non-competitive inhibition. In a second instance, we evaluated the NAC effect on the short-term cognitive impairment in mice. For this, the animals were divided into four groups and were treated with NAC (50 mg/kg /day v.o.) or saline for nine consecutive days, and with STZ (2.5 mg/kg i.c.v.) or aCSF at the first and third days. The results show that NAC treatment: 1) normalized the latency to find the platform in the water maze (MWM) and to get off the platform in passive avoidance (SDPA) that had been altered in animals that received STZ; 2) normalized the AChE and butyrylcholinesterase (BChE) and restored the acetylcholine (ACh) levels in cortical and hippocampal enzymatic activity potentiated by STZ; 3) protected the brain energy metabolism imbalance induced by STZ. Finally, we evaluated the effect of NAC on the long-term cognitive impairment in mice. To this end, animals were treated with NAC (5 mg/kg/day v.o.) or saline for 30 consecutive days, and with STZ (2.5 mg/kg i.c.v.) or aCSF the first and third days. A treatment with physostigmine (PHY; 0.25 mg / kg / day V.O.) was done in parallel as a positive control measure. Totalizing six groups. Both treatments with NAC and PHY: 1) reduced the latency to find the platform in the water maze (MWM) and increased exploratory time on the new object task (NOR) of those animals that received STZ; 2) normalized the cortical and hippocampal AChE enzymatic activity enhanced by STZ; 3) rescued the synaptic plasticity, recovering the synaptophysin (SYN), microtubule-associated protein type 2 (MAP2) and glial fibrillary acidic protein (GFAP) levels reduced by STZ. Thus, the NAC treatment protected from the cognitive impairment induced by STZ in mice, normalizing the cholinergic activity and reestablishing synaptic plasticity. / O déficit cognitivo é uma desordem mental que está associado a doenças neurodegenerativas, como é a doença de Alzheimer (DA) a qual é a forma mais comum de demência. Atualmente não existem evidências consistentes quem permitam apoiar qualquer medida para a prevenção desta doença (DAVIGLUS e col., 2010). Já para o seu tratamento, existem métodos os quais proporcionam alívio relativo dos sintomas, contudo, de natureza paliativa1. Assim, o presente trabalho visou avaliar a n-acetilcisteína (NAC), uma molécula com propriedades neuroprotetora, no tratamento e prevenção da demência consequente da DA, utilizando-se de um modelo experimental de demência induzida pela estreptozotocina (STZ) em camundongos. Inicialmente avaliou-se o efeito da NAC sobre a atividade da acetilcolinesterase (AChE) cerebral de camundongos in vitro. A concentração de ditiobisnitrobenzoato (DTNB) e pH ideais foi de 0,3 mM e 7,4, respectivamente. Obteve-se linearidade na atividade enzimática com concentrações de 0,025 a 0,450 mM de acetiltiocolina (ATCh). Foram adicionados 60 sec de intervalo prévios à adição da ATCh para evitar a interferência da interação DTNB-NAC. A NAC interferiu na Vmax da AChE a partir da concentração de 75 μM sem modificar a Km, caracterizando uma inibição de forma não-competitiva. Em uma segunda instância, avaliou-se o efeito da NAC sobre o déficit cognitivo a curto prazo em camundongos. Para isso, os animais foram divididos em quatro grupos e foram tratados com NAC (50 mg/kg/dia v.o.) ou salina por nove dias consecutivos e com STZ (2.5 mg/kg i.c.v.) ou FCEa no primeiro e terceiro dias. Os resultados mostram que o tratamento com NAC: 1) diminuiu a latência para achar a plataforma no labirinto aquático (MWM) e aumentou a latência para descer da plataforma na esquiva passiva (SDPA) dos animais que apresentaram-se alteradas nos animais que receberam STZ; 2) restaurou a atividade enzimática da AChE e butirilcolinesterase (BChE) e os níveis de acetilcolina (ACh) corticais e hipocampais potencializadas pela STZ; e 3) protegeu do desequilíbrio do metabolismo energético cerebral induzido pela STZ. Finalmente, foi avaliado o efeito da NAC sobre o déficit cognitivo a longo prazo em camundongos. Para tal, os animais foram tratados com NAC (5 mg/kg/dia v.o.) ou salina por 30 dias consecutivos e com STZ (2.5 mg/kg i.c.v.) ou FCEa no primeiro e terceiro dias. Um tratamento com fisostigmina (PHY; 0,25 mg/kg/dia v.o.) foi realizado em paralelo como medida de controle positivo. Totalizando assim seis grupos. Ambos os tratamentos com NAC e PHY: 1) diminuíram a latência para achar a plataforma no labirinto aquático (MWM) e aumentaram o tempo de exploração no novo objeto (NOR) que apresentaram-se alteradas nos animais que receberam STZ; 2) normalizaram a atividade enzimática da AChE cortical e hipocampal potencializada pela STZ; 3) resgataram a plasticidade sináptica, recuperando os níveis de sinaptofisina (SYN), proteína associada aos microtúbulos do tipo 2 (MAP2) e proteína ácida fibrilar glial (GFAP) diminuídas pela STZ. Desta forma, o tratamento com NAC protegeu do déficit cognitivo induzido pela STZ em camundongos, normalizando a atividade colinérgica e reestabelecendo a plasticidade sináptica.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/4500 |
| Date | 15 July 2016 |
| Creators | Costa, Michael Daniel da |
| Contributors | Pereira, Maria Ester, Gottfried, Carmem Juracy Silveira, Santos, Adair Roberto Soares dos, Puntel, Gustavo Orione, Rosemberg, Denis Broock |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica Toxicológica, UFSM, BR, Bioquímica |
| 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:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 200800000002, 400, 500, 300, 300, 300, 500, 500, 01f81ef8-370b-4663-a6f5-346c4c2115cc, f0caa433-cda3-44be-9349-97f2c2423fa2, 46b18251-440a-41d4-9a45-e7cbe66e8750, 6deef508-a6ca-41db-ad47-d7927840dd0b, 4cf29796-3793-45cb-8ee3-42307e5629c9, 607e382a-3bee-4345-8f96-b68eed3a31d3 |
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