Efeitos da senescência no folheto intergeniculado do tálamo de ratos: análises morfológicas e neuroquímicas

The circadian timing system (CTS), in rodents, consists of interconnected neural structures such as the suprachiasmatic nucleus (SCN) of the hypothalamus, Intergeniculate Leaflet (IGL) of the thalamus, synchronous pathways and behavioral effectors. The SCN has been described as the major circadian pacemaker in several species of mammals, while the IGL appears to be involved in integration of photic and non-photic clues relaying them to SCN. The CTS allows an ordered internal temporal organization to the organism, providing the proper execution of physiological and behavioral mechanisms, which brings homeostasis. However, this stability is disrupted with aging process causing numerous pathological disorders, ranging from simple loss of physiological functions to decreases in cognitive performance. Therefore, is fundamental understanding the effects of senescence in this system. In this context, is proposed in this study to check if there are changes in IGL cytoarchitecture, neurochemical and retinal afferent markers with aging and their possible morpho-functional implications. To achieve this goal wistar rats were divided into 3 groups: young (3 months); Middle Age (13 months); Old (23 months). They were submitted to paraformaldhyde (4%) transcardiac perfusion to tissue fixation. Then, they had their brain removed and sectioned in 30 µm slices, which every sixth section were collected. This sections were processed by nissl method and immunostaining for GFAP, GAD, ENK, NPY and CTb in order to analyze the IGL features. It was observed a cell loss in middle age and old animals at Nissl, NPY and CTb stains. In addition, it was shown a increase in GFAP in middle aged animals compared to young and old ones. No differences were found in other neurochemichal stains. These data suggests IGL loss retinal afferents and neurons, in special the NPY-IR ones, likely having a compensatory gliogenesis. This supports the correlations between the CTS functional deficits and an anatomical deterioration of its components with the aging process.

Influência de mudanças de fase no ciclo claro-escuro sobre o controle autonômico cardíaco de ratos

Introduction: The circadian system has neural projections for the Autonomic Nervous System (ANS), directly interfering with sympathetic-vagal modulation of the cardiovascular system. Disturbances in the circadian system, such as phase changes in light-dark cycle (LD), has been related to the risk of development of cardiovascular diseases due to increased sympathetic tone and reduction o Heart Rate Variability (HRV - RR intervals). Purpose: Investigate the interaction between Circadian Timing System and cardiac autonomic control in rats. Materials and methods: We used 18 Wistar rats (♀, age = 139.9 ± 32.1 days, weight = 219.5 ± 16.2 g), divided into three distinct groups: Control (CG), phase delay of 6h (GDe) and phase advance of 6h (GAd). Three animals were excluded during data collection (CG/GDe/GAd - n=5). Telemeters were surgically implanted in each animal for continuous acquisition of electrocardiographic (ECG) signals (duration of 21 days in the CG and 28 days in GDe/ GAd). A LD cycle was established 12h: 12h, beginning of light at18:00h and dark at 06:00h. The animals remained in the same CG LD cycle throughout the experimental period, while, on the 14th day of registration, the GDe and GAd underwent a delay and an advance in 6h, respectively. Throughout the experimental period, the locomotor activity (LA), the mean heart rate (mHR) and variables related to iRR [mean RR (mRR), SDNN, RMSSD, LF, HF and LF/ HF ratio ] were recorded. All data were analyzed in blocks of 3 and 7 days, for the presence of circadian rhythm, values of Cosinor - mesor, amplitude and acrophase (paired t test), phase relationship, differences between light and dark (t test independent), averages every 30 minutes along each time series (two-way ANOVA with post hoc Bonferroni). The data block B1,M1 and M2 in CG served as benchmarks for comparisons between series of analysis of the GAT/GAV. Results: We observed circadian rhythmicity in the variables LA, mRR and mFC(p<0.01). mRR and mFC showed phase relationship with the LA in all three groups, being less stable in GAd. In the CG, no significant differences between blocks were found in any of the analyzes(p>0.05). Among the 7 day blocks, there was a significant reduction in mRR(p=0.04) and mFC(p=0.03) in GDe and significant reduction in HF mean(p=0.02) in GAd; and between 3 day blocks, a significant increase of LF/HF(p= 0.04) in the GDe; besides mRR(p=0.03), SDNN(p=0.04), RMSSD (p=0.04), LF (p=0.01) and HF(p=0.02) significant increase in the GAd. It was found that the differences between the means of the mRR, LA and mFC in light and dark phases were not significant after phase changes in some of the blocks/moments (GDe and GAd). No significant results were found when comparing rhythmic variables means every 30 minutes over the blocks, except for a significant decrease in mRR at the middle of the dark phase (B2) and the start of light phase (B3) - (p<0.01). Conclusion: phase advances and delays (6h) altered cardiac autonomic control in the experimental groups by temporarily HRV decrease. Phase advances apparently had greater negative interference in this process, in relation to the phase delays.

Aprendizagem espaço-temporal e efeitos das condições luminosas no aprendizado do peixe paulistinha

Para processar a informação ambiental e perceber o tempo, os indivíduos utilizam-se de pistas ambientais, como luz e temperatura, que servem como guias para o relógio interno. O mecanismo temporizador endógeno é chamado relógio circadiano, o qual comanda uma grande variedade de ritmos diários bioquímicos, fisiológicos e comportamentais presentes nos organismos. Com isso, os animais podem antecipar eventos espaço-temporalmente distribuídos e usar essa informação para organizar as atividades diárias, o que é uma vantagem adaptativa para os indivíduos, já que muitos fatores ambientais apresentam variação circadiana. Aprendizagem espaço-temporal (do inglês: "time-place learning’’-TPL) é a habilidade de associar lugares com importantes eventos biológicos em diferentes horas do dia. Em nosso estudo utilizamos como modelo o peixe paulistinha (Danio rerio), conhecido por ser altamente social, para testar aprendizagem espaço-temporal baseada em reforço social. Além disso, objetivamos averiguar os efeitos das condições de claro constante e escuro constante na aprendizagem espaço-temporal, e se nessas condições, a atividade do peixe paulistinha é alterada. Para isso, testamos três diferentes condições (n=10): grupo claro-escuro (CE), grupo claro constante (CC) e grupo escuro constante (EE) durante 30 dias da seguinte maneira: diariamente, um grupo de 5 peixes paulistinha foi introduzido em um recipiente localizado no compartimento da manhã (um dos lados do aquário), às 8:00h e retirado às 9:00h, e em outro recipiente do compartimento da tarde (lado oposto do aquário), às 17:00h e removido às 18:00h, servindo como estímulo para que o peixe experimental ocupasse o compartimento onde o grupo fosse colocado. O comportamento foi filmado nos dois horários, 15 minutos antes e durante os 60 minutos de exposição ao estímulo, no 15º e no 30ª dia, porém neste último, os peixes foram filmados sem a presença do estímulo a fim de averiguarmos a aprendizagem espaço-temporal. Por fim, para saber a influência das três condições luminosas na atividade dos peixes, filmamos os últimos 6 dias de teste, para registrar o padrão de atividade. Nossos resultados mostraram que em ciclo claro-escuro (CE) o peixe paulistinha apresenta TPL, bem como é capaz de antecipar a hora e local do estímulo (grupo de coespecíficos), enfatizando a importância do estímulo social para a aprendizagem. Em condições de claro constante e escuro constante, o peixe paulistinha não apresentou aprendizagem espaço-temporal. Ademais, após 30 dias em condições luminosas constantes (claro constante e escuro constante), o peixe paulistinha mantém ritmo circadiano, porém em claro constante sua atividade é aumentada e seu ritmo atividade-repouso é alterado, através de um padrão de atividade distribuída homogeneamente ao longo das 24h, ao invés de concentrada na subjetiva fase clara, como nos grupos de ciclo claro-escuro e escuro constante, os quais conservam o padrão de atividade diurno da espécie.