Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The endogenous poliaminas, putrescine, spermidina and spermine are aliphatics amines that are present in high concentrations in the central nervous system (SNC). The action of the poliamines involves the modulation of several ionic channels, including the subtype of glutamatergic N-methyl-D-aspartate receptor (NMDA). The processes mediated by NMDA receptor include synaptic plasticity and formation of neural circuitry. It is believed that these plasticities happening in some cerebral areas specifies, as the hippocampus, are critical for the learning and memory processes. It is described that spermidine (SPD), as well as the protein kinase are directly involved with processes of formation of the memory. Therefore, we investigated the involvement of the Ca2+ dependent (PKC) and cAMP-dependent (PKA) protein kinase in the facilitatory effect induced by SPD on the memory of males Wistar rats. For that, the rats were bilaterally cannulae in the hippocampus, after the surgical recovery, the animals were trained in the inhibitory avoidance task and injected (0.5 μL) bilaterally in the hippocampus. A subset of the animals was euthanized 30 or 180 min after injections and activity of PKC, PKA and cAMP response element-binding protein (CREB), in the hippocampus, was determined for Western blot. The other animals had a testing session, 24 h pos-training in the inhibitory avoidance apparatus. The post-training administration of the 3-[1-(Dimethylaminopropyl)indol-3-yl]-4-(indol-3-yl)maleimide hydrochloride [GF 109203X, 2.5 ρmol intrahippocampal (ih)], inhibitor of PKC, N-[2-bromocinnamylamino ethyl]-(5-isoquinoline sulfonamide) [H-89, 0.5 ρmol intrahippocampal (ih)], PKA inhibitor or arcaine (0.02 nmol ih), the antagonist of the NMDA receptor polyamine-binding site prevented memory improvement induced by SPD (0.2 nmol ih). The SPD (0.2 nmol), in the hippocampus, facilitated PKC 30 min, PKA and CREB phosphorylation 180 min after administration, and increased translocation of the catalytic subunit of PKA into the nucleus. GF 109203X, (2.5 ρmol) prevented the stimulatory effect of SPD on PKC, PKA
and CREB phosphorylation. Furthermore, arcaine (0.02 nmol) and H-89 (0.5 ρmol) prevented the stimulatory effect of SPD on PKA and CREB phosphorylation 180 min after administration. None of the drugs studies altered the locomotor activity of the animals. These results suggest that the facilitatory effect of the memory induced by the ih administration SPD involves the cross talk between PKC and PKA/CREB, with PKC activation follow by PKA/CREB pathways activation in rats. / As poliaminas endógenas, putrescina, espermidina e espermina, são aminas alifáticas que estão presentes em altas concentrações no sistema nervoso central (SNC). As poliaminas modulam diversos canais iônicos, incluindo o subtipo de receptor glutamatérgico N-metil D-aspartato (NMDA). Os processos mediados pelo receptor NMDA incluem plasticidade sináptica e formação de circuitos neurais. Acredita-se que estas plasticidades ocorrendo em algumas regiões cerebrais específicas, como o hipocampo, são críticas para os processos de aprendizado e memória. Está descrito que a espermidina (SPD), assim como as proteínas quinase, esta diretamente envolvida com os processos de formação da memória. Assim, investigamos o envolvimento das proteínas quinases dependente de AMPc (PKA) e dependente de Ca2+ (PKC) sobre a melhora da memória induzida por SPD em ratos. Para isso, ratos Wistar machos foram canulados bilateralmente no hipocampo e após a recuperação cirúrgica treinados na tarefa de esquiva inibitória. Imediatamente após o treino os animais receberam através das cânulas (0,5 μl/sítio) a administração de N-[2-bromocinamilamino etil]-(5-isoquinolina sulfonamida) [H-89, 0,5 ρmol intrahipocampal (ih)], inibidor da PKA, 3-[1-(Dimetilaminopropil)indol-3-il]-4-(indol-3-il)maleimida hidrochloride [GF 109203X, 2,5 ρmol (ih)], inibidor da PKC, arcaína (0,02 nmol, ih), antagonista do sítio de ligação das poliaminas no receptor NMDA ou SPD (0,2 nmol, ih). Um grupo de animais foi eutanasiado 30 ou 180 minutos após a administração das drogas e a atividade da PKC, PKA e o elemento ligante responsivo ao AMPc (CREB), no hipocampo, foi determinada por Western blot. Os outros animais foram submetidos à sessão de teste, 24 horas depois do treino na esquiva inibitória. A administração de H-89, GF 109203X ou arcaína preveniu a melhora da memória induzida por SPD. A SPD (0,2 nmol) aumentou a fosforilação da PKC 30 min, da PKA e do CREB 180 min após a injeção e aumentou a translocação da subunidade catalítica da PKA do citosol para o núcleo. GF 109203X, (2,5 ρmol) preveniu o efeito estimulatório da SPD sobre a fosforilação da PKC, PKA e CREB. Além disso, arcaína (0,02 nmol) e H-
89 (0,5 ρmol) preveniram o efeito estimulatório da SPD sobre a fosforilação da PKA e CREB 180 min depois da injeção. Nenhuma das drogas alterou a atividade motora dos animais. Estes resultados sugerem que o efeito facilitatório da memória induzido pela administração ih de SPD envolve um cruzamento entre PKC e PKA/CREB, com a ativação inicial da PKC, seguida da ativação da cascata PKA/CREB em ratos. Assim, poderemos determinar um possível mecanismo de ação da espermidina nos processos de formação da memória, e desta forma, fornecer subsídios para o desenvolvimento de fármacos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/4431 |
| Date | 08 September 2011 |
| Creators | Guerra, Gustavo Petri |
| Contributors | Rubin, Maribel Antonello, Schetinger, Maria Rosa Chitolina, Ferreira, Gustavo da Costa, Royes, Luiz Fernando Freire, Furian, Ana Flávia |
| 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, 300, 300, 500, 300, 300, 500, 17f72a93-232f-40b3-9c14-1b54b978789b, 69920fa9-36dc-46dc-a303-b973512e9040, cba4a833-b1c5-4608-8453-7a46f671faf1, 2499b011-3fe4-49a8-9753-d6f2f03083be, b647bd03-b54c-4d2a-9f5d-f47fc7913a64, b04b1c91-7638-4919-9929-ed1db5b27fae |
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