Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Cigarette smoke exposure is a major risk factor to the development of cardiovascular diseases, neurocognitive and neurobiological deficits. Nowadays, phytotherapy is widely employed in the treatment of many illnesses. Curcumin, a polyphenol obtained from the rhizomes of Curcuma longa and commonly used in the oriental culinary and traditional medicine, has several pharmacological properties such as antioxidant, antiaggregant and neuroprotective. Despite its wide-ranging spectrum of pharmacological properties, curcumin possess potential to prevent the noxious effects caused by cigarette smoke exposure. In this context, the purpose of this study was to evaluate the effect of curcumin on memory and parameters involved in the homeostasis of central nervous system (CNS) in rats passively exposed to cigarette smoke. The experiments were performed in two different stages, being the first divided in two sets. In the first set, animals were randomly assigned into four groups: vehicle; curcumin 12.5 mg/kg; curcumin 25 mg/kg; and curcumin 50 mg/kg. In the second set, animals were randomly assigned into five groups: vehicle, cigarette smoke; curcumin 12.5 mg/kg along with cigarette smoke; curcumin 25 mg/kg along with cigarette smoke; and curcumin 50 mg/kg along with cigarette smoke. In the second experimental stage, animals were randomly divided into ten groups: vehicle; curcumin 12.5 mg/kg; curcumin 25 mg/kg; curcumin 50 mg/kg; nanoencapsulated curcumin 4 mg/kg; cigarette smoke; curcumin 12.5 mg/kg along with cigarette smoke; curcumin 25 mg/kg along with cigarette smoke; curcumin 50 mg/kg along with cigarette smoke; and nanoencapsulated curcumin 4 mg/kg along with cigarette smoke. The treatment with curcumin and cigarette smoke was carried out once a day, 5 days each week, during 30 days. Curcumin was administered orally and, approximately 10 minutes later, the smoking groups were exposed to the sidestream smoke of four commercial cigarettes (nicotine 0.9 mg, tar 10 mg each) inside a whole-body smoke exposure chamber. After thirty days, the animals were euthanized, the blood collected and the brain dissected in cerebral cortex, hippocampus, hypothalamus, striatum and cerebellum. The group of rats exposed to cigarette smoke showed an increase in the activity of the enzymes E-NTPDase (ATP as substrate) and E-5 -NT, and a reduction in the activity of the enzyme E-NTPDase (ADP as substrate) in platelets; an increase in the activities of the enzymes E-NTPDase, E-5 -NT and AChE in synaptosomes from the cerebral cortex; an increase in the activity of AChE in cerebellum, cerebral cortex, hippocampus, striatum, hypothalamus and peripheral blood; a decrease in the activities of the enzymes Na+,K+-ATPase and Ca2+-ATPase and a redox imbalance. Furthermore, in the same group of animals, it was observed a cognitive impairment evaluated through the inhibitory avoidance test and the object recognition test. We conclude that the use of both formulations of curcumin, free and nanostructured, prevents the effects observed in the purinergic and cholinergic system, in the enzymes involved in the ion homeostasis and in the oxidative stress parameters. Finally, the results obtained in this study indicate that curcumin administration as lipid-core nanocapsules may be an alternative to increase its efficacy, probably by the increase of its bioavailability when administered orally. / A exposição à fumaça do cigarro é um fator de risco para o desenvolvimento de doenças cardiovasculares, déficits neurocognitivos e neurobiológicos. Atualmente, o emprego de fitoterápicos é uma das alternativas para o tratamento de diversas doenças. A curcumina, um polifenol obtido a partir de rizomas de Curcuma longa e amplamente utilizado na culinária e na medicina tradicional oriental, possui diversas propriedades farmacológicas como antioxidante, anti-agregante e neuroprotetora. Em virtude de seu amplo espectro de propriedades farmacológicas a curcumina possui potencial para a prevenção dos efeitos causados pela exposição à fumaça do cigarro. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da curcumina sobre a memória e parâmetros envolvidos na homeostase do sistema nervoso central (SNC) em ratos expostos de forma passiva à fumaça do cigarro. Os experimentos foram realizados em duas etapas, sendo a primeira delas dividida em duas fases. Na primeira fase, os animais foram divididos aleatoreamente em quatro grupos, denominados: veículo; curcumina 12,5 mg/kg; curcumina 25 mg/kg; e curcumina 50 mg/kg. Na segunda fase, os animais foram divididos aleatoreamente em cinco grupos, denominados: veículo; cigarro; cigarro + curcumina 12,5 mg/kg; cigarro + curcumina 25 mg/kg; e cigarro + curcumina 50 mg/kg. Na segunda etapa experimental, os animais foram divididos aleatoreamente em dez grupos, denominados: veículo; curcumina 12,5 mg/kg; curcumina 25 mg/kg; curcumina 50 mg/kg; curcumina nanoencapsulada 4 mg/kg; cigarro; cigarro + curcumina 12,5 mg/kg; cigarro + curcumina 25 mg/kg; cigarro + curcumina 50 mg/kg; cigarro + curcumina nanoencapsulada 4 mg/kg. O tratamento com a curcumina e com a fumaça do cigarro foi realizada uma vez por dia, cinco dias por semana, durante trinta dias. A curcumina foi administrada de forma oral e, após aproximadamente dez minutos, os grupos fumantes eram expostos à fumaça de quatro cigarros comerciais (0,9 mg de nicotina, 10 mg de alcatrão cada) dentro de uma câmara de exposição. Após trinta dias, os animais foram eutanasiados, o sangue coletado e o encéfalo dissecado em córtex cerebral, hipocampo, hipotálamo, estriado e cerebelo. O grupo de ratos expostos à fumaça do cigarro apresentou um aumento na atividade das enzimas E-NTPDase (ATP como substrato) e E-5 -NT, e uma redução na atividade da enzima E-NTPDase (ADP como substrato) em plaquetas; um aumento nas atividades das enzimas E-NTPDase, E-5 -NT e AChE em sinaptossomas de córtex cerebral; um aumento na atividade da enzima AChE em cerebelo, córtex cerebral, hipocampo, estriado, hipotálamo e sangue periférico; uma redução nas atividades das enzimas Na+,K+-ATPase e Ca2+-ATPase e um desequilíbrio no balanço redox. Além disso, neste mesmo grupo de animais observou-se um déficit cognitivo avaliado através dos testes da esquiva inibitória e do reconhecimento de objetos. Concluimos que o uso de ambas as formulações de curcumina livre e nanoestruturada previne os efeitos observados nas atividades das enzimas do sistema purinérgico, colinérgico, nas enzimas envolvidas na formação do gradiente iônico e nos parâmetros de estresse oxidativo. Por fim, os resultados obtidos neste estudo indicam que a administração da curcumina através de nanocápsulas de núcleo lipídico possa ser uma alternativa para o aumento de sua eficácia, provavelmente pelo aumento da biodisponibilidade da curcumina administrada de forma oral.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/4475 |
| Date | 09 May 2013 |
| Creators | Jaques, Jeandre Augusto dos Santos |
| Contributors | Leal, Daniela Bitencourt Rosa, Battastini, Ana Maria Oliveira, Garcia, Solange Cristina, Emanuelli, Tatiana, Nogueira, Cristina Wayne |
| 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 | Portuguese |
| 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, 500, 500, 500, ebd6d0bc-4e14-43fd-8d4e-ad9ebe640af2, b9cef9e5-7151-48ba-b5b4-a90397b33c29, a57a4b61-d260-4f48-a43d-bd5a8c7151ff, e30bd757-0c42-4a80-93ef-ae76f1cd7d70, 7457e618-e257-4f1d-b319-f58982632184, a94692ee-5ae1-4277-bd79-67208dd1982c |
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