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Previous issue date: 2013-03-05 / According to data from the World Health Organization (WHO), stress affects more than 90% of the world's population and is considered a global epidemy. Stress has become an integral part of human life and organisms are constantly subjected to stressful stimuli that change various physiological processes, representing a risk factor for many diseases, such as cancer, cardiovascular, metabolic, infectious and gastrointestinal deseases and depression. The zebrafish (Danio rerio) has many similarities with mammalian in terms of overall organization and the functioning of their stress regulatory systems. The zebrafish hypothalamic-pituitary-interrenal (HPI), analogous to the mammalian hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA), has been found in zebrafish and the activation of this pathway is essential for the maintenance of vital functions in response to stressful events. Despite extensive knowledge regarding stress responses in mammals, data on the relationship between chronic unpredictable stress and its effects on purinergic signaling is limited. Purinergic signaling is mediated by ATP and adenosine receptor activation through P2 and P1, respectively. The catabolism of extracellular ATP to adenosine is promoted by the ectonucleotidases, such as Ecto-nucleoside triphosphate diphosphohydrolases (E-NTPDases) and ecto-5 '-nucleotidases (E-5?NT). Adenosine is deaminated by adenosine deaminase (ADA) producing inosine. Thus, these enzymes control the levels of extracellular nucleotides and nucleosides, exerting an influence on purinergic signaling. Considering some models of stress can affect the signalling systems, the objective of this study was to verify whether the unpredictable chronic stress changes ectonucleotidases and adenosine deaminase activities in zebrafish brain. In addition, we analyzed the metabolism of ATP as well as the expression of genes related to ADA, ada1, ada2.1, ada2.2, adaL, adaasi and the effects of agonists and antagonists of adenosine receptors in an unpredictable chronic stress model in zebrafish. Our results demonstrated that there are no changes on ATP (P = 0.1499), ADP (P = 0.3615) and AMP (P = 0.8987) hydrolysis in zebrafish brain membranes submitted to unpredictable chronic stress. In contrast, ecto-ADA activity significantly decreased (26.8%; 8,164 ? 0.78 NH3 min − 1 mg− 1 of protein; p 0.05; n = 5 <) in brain membranes of animals exposed to the unpredictable chronic stress when compared to the control group (11.15 ? 2.16 NH3 min − 1 mg − 1 of protein; p 0.05; n = 5). However, the activity of cytosolic ADA was not changed after the unpredictable chronic stress. Quantitative analysis by RT-qPCR did not show significant changes after chronic unpredictable stress exposure on gene expression in the genes ada1, ada2.1, ada2.2, adaL, adaasi. ATP metabolism in brain membrane preparations of zebrafish in the control group and stressed was measured by high-performance liquid chromatography (HPLC) and showed a significant increase of adenosine in stressed animals. Considering adenosine A1 receptor agonists have an anxyolitic activity and the A2A receptor antagonists can exert neuroprotective effects, we investigated the effect of administration of an agonist of A1 receptor, N⁶-ciclopentiladenosine (CPA), and an antagonist of A2A receptors, (ZM241385) on behavioral parameters of animals submitted to unpredictable chronic stress to check a possible relationship between the adenosinergic system and the stress. As a result we showed that these compounds have not been able to reverse the anxiogenic effect caused by unpredictable chronic stress. Since adenosine has neuromodulatory and anxiolytic effects, changes in its levels could play a role in counteracting the stress, which could be related to a compensatory mechanism in order to restore the homeostasis. / De acordo com dados da Organiza??o Mundial de Sa?de (OMS), atualmente o estresse afeta mais de 90% da popula??o mundial, sendo considerado uma epidemia global. O estresse tornou-se parte integrante da vida humana e os organismos s?o constantemente submetidos a est?mulos estressantes que alteram v?rios processos fisiol?gicos, sendo um fator de risco para diversas patologias, como c?ncer, doen?as cardiovasculares, metab?licas, infecciosas, gastrointestinais e depress?o. O peixe-zebra (Danio rerio) tem muitas semelhan?as com mam?feros em termos de organiza??o geral e o funcionamento dos respectivos sistemas reguladores do estresse. O eixo hipot?lamo-pituit?ria-interrenal (HPI), um sistema an?logo ao eixo hipot?lamo-pituit?ria-adrenal (HPA), foi descrito em zebrafish e a ativa??o desta via ? essencial para a manuten??o das fun??es vitais como resposta a eventos estressantes. Apesar do amplo conhecimento das respostas do estresse em mam?feros, os dados sobre a rela??o entre o estresse cr?nico imprevis?vel e seus efeitos na sinaliza??o purin?rgica s?o limitados. A sinaliza??o purin?rgica ? mediada por ATP e adenosina por meio da ativa??o dos receptores P2 e P1, respectivamente. O catabolismo de ATP extracelular at? adenosina ? promovido pelas ectonucleotidases, como as Ecto-nucleos?deo trifosfato difosfoidrolases (E-NTPDases) e Ecto-5 - nucleotidases (E-5?NT). A adenosina produzida pode ser desaminada pela adenosina desaminase (ADA), produzindo inosina. Assim, estas enzimas controlam os n?veis de nucleos?deos e nucleot?deos extracelulares, exercendo uma influ?ncia na sinaliza??o purin?rgica. Considerando que alguns modelos de estresse podem afetar os sistemas de sinaliza??o, o objetivo deste estudo foi verificar se o estresse cr?nico imprevis?vel altera as atividades ectonucleotid?sicas e adenosina desaminase em c?rebro de zebrafish. Al?m disso, analisamos o metabolismo do ATP, bem como a express?o de genes relacionados ? ADA, ada1, ada2.1, ada2.2, adaL, adaasi e os efeitos de agonistas e antagonistas de receptores de adenosina em zebrafish submetidos a um modelo de estresse cr?nico imprevis?vel. Nossos resultados demonstraram que n?o h? altera??es na hidr?lise de ATP (P = 0.1499), ADP (P = 0.3615) e AMP (P = 0.8987) em membranas cerebrais de zebrafish submetidos ao estresse cr?nico imprevis?vel. Em contraste, a atividade da ecto- ADA diminuiu significativamente (26,8%; 8.164 ? 0,78 NH3 min−1 mg−1 de prote?na; p < 0,05; n = 5) em membranas de c?rebro de animais expostos ao estresse cr?nico imprevis?vel quando comparado ao grupo controle (11.15 ? 2,16 NH3 min−1 mg−1 de prote?na; p < 0,05; n = 5). No entanto, a atividade da ADA citos?lica n?o foi alterada. A an?lise quantitativa por RT-qPCR n?o apresentou altera??es significativas ap?s a exposi??o do estresse cr?nico imprevis?vel na express?o g?nica nos genes ada1, ada2.1, ada2.2, adaL, adaasi. O metabolismo do ATP em prepara??es de membrana de c?rebro de zebrafish no grupo controle e estressado foi medido por cromatografia l?quida de alta efici?ncia (HPLC) e mostrou um aumento significativo de adenosina nos animais estressados. Considerando que os agonistas de receptores A1 t?m uma atividade ansiol?tica e os antagonistas dos receptores A2A podem exercer efeitos neuroprotetores, investigamos o efeito da administra??o de um agonista do receptor A1, N⁶-ciclopentiladenosina (CPA), e de um antagonista de receptores A2A, (ZM241385) em par?metros comportamentais de animais submetidos ao estresse cr?nico imprevis?vel, para verificar uma poss?vel rela??o entre o sistema adenosin?rgico e o estresse. Como resultado, observamos que esses compostos n?o foram capazes de reverter o efeito ansiog?nico causado pelo estresse cr?nico imprevis?vel. Uma vez que a adenosina tem efeitos neuromodulat?rios, as altera??es nos n?veis de adenosina podem desempenhar um papel nos mecanismos relacionados ao estresse, representando um mecanismo de compensa??o a fim de restaurar a homeostase.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.pucrs.br:tede/5464 |
| Date | 05 March 2013 |
| Creators | Zimmermann, Fernanda Francine |
| Contributors | Bonan, Carla Denise |
| Publisher | Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul, Programa de P?s-Gradua??o em Biologia Celular e Molecular, PUCRS, BR, Faculdade de Bioci?ncias |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| 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, 36528317262667714 |
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