Efeitos da exposição à fumaça de cigarro e/ou etanol durante a adolescência: alterações dos níveis de ansiedade e da atividade locomotora em camundongos durante o período de exposição e em período curto e longo de retirada

O consumo de tabaco está freqüentemente associado ao consumo de álcool e a maioria dos usuários inicia o uso e abuso destas drogas na adolescência. Como a ansiedade pode ser um fator de risco para a etiologia do uso e da retirada destas drogas, no presente estudo investigamos os efeitos da fumaça do cigarro e/ou exposição ao etanol durante a adolescência nos níveis de ansiedade ao final do período de exposição e em período curto e longo após retirada. Do 30 ao 45 dia de vida pós-natal (PN30-PN45), camundongos Suíços de ambos os sexos foram expostos a fumaça do cigarro gerada a partir da queima de cigarros para pesquisa contendo 1,7mg de nicotina 8 h/dia e/ou ao etanol (2g/kg, 25%, v/v) através de injeção intraperitoneal em dias alternados. Assim foram utilizados 4 grupos experimentais: 1) SMK+ETOH (exposição a fumaça de cigarro e injeção i.p. de etanol); 2) SMK (exposição a fumaça de cigarro e a salina i.p.); 3) ETOH (exposição a ar e injeção i.p. de etanol); 4) VEH (exposição a ar e injeção i.p. salina). Ao final do período de exposição (PN44-45) e durante a retirada de curta (PN49-50) e longa duração (PN74-75) utilizamos o Labirinto em Cruz Elevado (LCE) para avaliar os níveis de ansiedade e o Teste de Campo Aberto (CA) para avaliar os níveis de ansiedade e a atividade locomotora. Ao final do período de exposição, as fêmeas do grupo SMK apresentaram uma resposta ansiolítica no LCE. Esta resposta foi intensificada pela co-exposição ao etanol. A retirada de curto prazo da fumaça do cigarro provocou um efeito ansiogênico. Os machos do grupo ETOH apresentaram um efeito ansiogênico no LCE ao final do período de exposição, no entanto, este efeito não persistiu em um período curto de retirada. Embora nem os efeitos da fumaça de cigarro, nem os efeitos do etanol tenham persistido após um período longo de retirada, os animais do grupo SMK+ETOH apresentaram uma resposta ansiogênica no CA. Assim, nossos resultados sugerem que fêmeas adolescentes são mais susceptíveis aos efeitos ansiolíticos do fumo do tabaco. O efeito mais intenso no grupo SMK+ETOH sugere que as fêmeas co-usam estas drogas para chegar a níveis mais baixos de ansiedade. Além disso, um aumento da ansiedade após um período longo da retirada conjunta do cigarro e do etanol, pode facilitar as recaídas ao uso destas drogas.

Efeitos da exposição precoce ao etanol na atividade locomotora e na expressão dos genes de controle do ritmo circadiano de camundongos adolescentes em diferentes períodos do ciclo claro/escuro

A hiperatividade locomotora e as alterações nos ritmos circadianos têm sido descritas em roedores e humanos expostos ao etanol durante o desenvolvimento. Considerando que a atividade locomotora em camundongos é conhecida por variar ao longo das fases do ciclo claro escuro, é possível que o fenótipo hiperativo resultante da exposição precoce ao etanol também varie em função da hora do dia. Além disso, é possível que a hiperatividade apresentada pelos indivíduos expostos ao etanol durante o desenvolvimento esteja associada com distúrbios no sistema de controle do ritmo circadiano. Neste estudo, avaliamos estas duas possibilidades realizando uma análise circadiana da atividade locomotora e da expressão dos genes de relógio de camundongos adolescentes expostos ao etanol durante o período de surto de crescimento cerebral. Para tanto, camundongos suíços criados e mantidos em um ciclo claro/escuro de 12h (luzes acesas às 2:00h, apagadas as 14:00h) foram injetados com etanol (5g/kg ip, grupo ETOH) ou um volume equivalente de solução salina (grupo SAL) em dias alternados do segundo ao oitavo dias pós-natais. No 30 dia pós-natal, os animais foram testados em campo aberto por 15 minutos em diferentes momentos do ciclo claro/escuro: durante a fase clara entre 6:00 e 7:30h e entre12:00 e 13:30h; durante a fase escura entre 18:00 e 19:30h e entre 0:00 e 01:30h. Durante a fase escura os testes foram realizados sob iluminação com luz vermelha. Após os testes comportamentais, alguns animais foram randomicamente selecionados para as análises de imunofluorescência da expressão dos genes PER 1, 2 e 3 no núcleo supraquiasmático. Ao longo dos seis primeiros minutos, a atividade locomotora dos animais testados durante o período claro não mudou significativamente ou apresentou um leve aumento e a dos animais testados no período escuro apresentou uma marcante redução. Além disso, o grupo de animais testados entre 00:00 e 1:30h apresentou a maior atividade locomotora e o grupo dos animais testados entre 12:00 e 13:30h apresentou a menor atividade locomotora. De modo importante, a exposição neonatal ao etanol promoveu hiperatividade locomotora apenas no grupo de animais testados entre 00:00 e 1:30h. Em relação aos genes de controle do ritmo circadiano, a exposição precoce ao etanol afetou apenas a expressão do gene Per1 que foi menor entre 18:00 e 19:30h. O fato de que a expressão dos genes de controle do ritmo circadiano foi alterada no meio da fase escura e que a hiperatividade locomotora foi observada apenas no final da fase escura é compatível com a hipótese de que a hiperatividade induzida pelo etanol pode estar associada com as perturbações de controle do ritmo circadiano.

Efeitos da exposição à nicotina e/ou ao etanol durante a adolescência: alterações glutamatérgicas e na memória visuoespacial de camundongos

Adolescentes humanos frequentemente associam o fumo do tabaco ao consumo de bebidas alcoólicas. A despeito desta associação, pouco se sabe sobre a neurobiologia básica da coexposição no cérebro adolescente. No presente estudo, avaliamos os efeitos da exposição, que ocorreu do 30 ao 45 dia de vida pós natal (PN30 a PN45), à nicotina e/ou ao etanol durante a adolescência (PN38-45) e da retirada (PN50-57) na memória visuoespacial através do Labirinto Aquático de Morris (LAM: 6 sessões + 1 prova, 3 tentativas/sessão, latência = 2 min), em 4 grupos de camundongos Suíços machos e fêmeas: (1) exposição concomitante à NIC [solução de nicotina free base (50 μg/ml) em sacarina a 2% para beber] e ETOH [solução de etanol (25%, 2 g/kg) injetada i.p. em dias alternados]; (2) exposição à NIC; (3) exposição ao ETOH; (4) veículo (VEH). Uma vez que os resultados comportamentais podem sofrer a interferência de alterações motoras, avaliamos (a) a atividade locomotora no Teste de Campo Aberto (sessão única, 5 min) e (b) a coordenação e o equilíbrio no Teste de Locomoção Forçada sobre Cilindro Giratório (5 tentativas, latência = 2 min). Para os efeitos da exposição à NIC e/ou ao ETOH na eficiência do transporte de aminoácidos excitatórios, avaliamos a captação de [3H] D-aspartato no hipocampo. A expressão do transportador glial GLAST/EAAT1 foi avaliada por Western-blot. Durante a exposição, animais ETOH e NIC+ETOH apresentaram déficits de memória nas sessões de teste e de prova no LAM enquanto, na retirada, os grupos NIC e NIC+ETOH apresentaram prejuízos na retenção. Não houve diferenças significativas entre os grupos de tratamento em nenhum dos parâmetros testados em ambos os testes motores, tanto na exposição quanto na abstinência. Os grupos NIC, ETOH e NIC+ETOH tiveram uma diminuição significativa na captação de [3H] D-aspartato ao final do período de exposição, com uma normalização da atividade dos EAATs na retirada das drogas. O tratamento com NIC e ETOH reduziu ainda a expressão de GLAST/EAAT1 no hipocampo em ambas as idades testadas. O uso de etanol na adolescência causa prejuízos à memória de camundongos, com um efeito negativo mais acentuado quando associado à nicotina. Contudo, a retirada da nicotina apresentou um efeito mandatório nos danos encontrados. Ambas as drogas, isoladamente ou na coexposição, alteram os níveis de atividade e expressão dos EAATs, sugerindo que os resultados bioquímicos estejam implicados nas alterações comportamentais encontradas.

Efeitos da desnutrição calórica ou protéica durante a lactação na susceptibilidade à nicotina durante a adolescência de camundongos

A desnutrição durante o desenvolvimento produz alterações permanentes em diferentes sistemas de neurotransmissores, o que pode gerar modificações na respostas a drogas psicoativas. Apesar dos efeitos da desnutrição precoce no sistema colinérgico serem bem conhecidas, não existem evidências que demonstrem efeitos relacionados a susceptibilidade aos efeitos da nicotina. Assim, o objetivo deste estudo foi investigar os efeitos da restrição protéica ou calórica durante a lactação de camundongos na susceptibilidade aos efeitos desta droga. Considerando que estudos demonstram que o consumo de tabaco freqüentemente se inicia na adolescência, investigamos neste período, os efeitos da nicotina no teste de campo aberto (CA), teste da preferência condicionada por lugar (CPP) e teste da preferência pela nicotina (PPN). Estudos sugerem que o estresse pode alterar a susceptibilidade ao uso de drogas, por isso foram avaliados os níveis séricos de corticosterona, o conteúdo de catecolaminas da medula adrenal e enzimas desta via. As mães foram randomicamente divididas nos seguintes grupos: 1) Grupo Controle (GC)- dieta padrão (23% de proteína); 2) Grupo Restrição Protéica (RP)- dieta isoenergética (8% de proteína) e 3) Grupo Restrição Calórica (RC)- dieta padrão em quantidade restrita (média de ingestão do grupo RP). A desnutrição abrangeu o período do segundo dia de vida pós-natal (PN2) até o desmame (PN21) e em PN30, foram realizados os testes comportamentais. Após o término dos testes de OP e CPP, os animais foram decapitados e o sangue e a adrenal coletados para análises endócrinas. Os animais do grupo RP e RC apresentaram menor ganho de peso e menor conteúdo de gordura retroperitoneal quando comparados aos animais GC. No teste CA, a administração de nicotina produziu um aumento da atividade locomotora nos animais GC e RP, o que não foi observado nos animais RC A desnutrição levou a uma diminuição do conteúdo de catecolaminas da adrenal em PN30. No teste CPP, apenas o GC e RC apresentaram padrão de condicionamento. Em relação ao teste da PPN, o grupo CG apresentou aumento no padrão de consumo de nicotina, o que não foi visto nos grupos RC e RP. A nicotina não afetou a função adrenal dos grupos programados. Estes resultados sugerem que a desnutrição durante a lactação ameniza os efeitos da nicotina durante a adolescência e que as alterações comportamentais dependem do padrão de desnutrição.

A susceptibilidade à nicotina e etanol é afetada pela exposição à nicotina, fumaça de cigarro e etanol durante o período gestacional: alterações comportamentais e eletrofisiológicas no período pós-natal de camundongos

Uma questão particularmente relevante é o fato de exposições precoces a drogas de abuso durante o desenvolvimento potencialmente aumentarem a susceptibilidade a estas drogas posteriormente durante o desenvolvimento. No presente estudo utilizando estudos comportamentais e eletrofisiológicos, investigamos efeitos tardios da exposição de camundongos à fumaça de cigarro, à nicotina e ao etanol durante o período que corresponde à gestação em humanos. Para tal, esta tese foi dividida em 2 estudos. No Estudo 1, submetemos camundongos durante o período que corresponde à gestação de humanos à fumaça de cigarro e/ou etanol visando investigar se a estas drogas de abuso, separadamente ou quando combinadas, programam maior susceptibilidade aos efeitos da nicotina durante a adolescência (PN30) ou idade adulta (PN90). Para avaliar a susceptibilidade, utilizamos 3 testes: campo aberto (CA), preferencia pela nicotina (PPN) e preferencia condicionada por lugar (CPP). No Estudo 2, os animais foram expostos a nicotina durante o período gestacional e, no período que corresponde à infância (PN9 a PN20), fatias de cérebro contendo o núcleo tegumental laterodorsal (LDT) foram expostas a etanol. Este núcleo foi escolhido uma vez que estudos recentes indicam sua participação em mecanismos de toxicodependência. Foram realizados registros eletrofisiológicos de uma única célula. No Estudo 1, identificamos maior sensibilidade para os efeitos da reexposição à nicotina na adolescência quando comparada com a idade adulta . Em animais testados no CA durante a adolescência, a nicotina foi capaz de causar aumento da atividade locomotora nos animais controle, previamente expostos à fumaça de cigarro e ao etanol. Contudo, em animais expostos à fumaça combinada com etanol, não houve aumento da locomoção. Na idade adulta, a nicotina causou um aumento da atividade locomotora no CA somente nos animais expostos à fumaça de cigarro. Quanto ao CPP, a exposição prévia à fumaça de cigarro e ao etanol causaram aumento da resposta condicionada à nicotina em fêmeas adolescentes. Nos animais previamente expostos à combinação entre fumaça de cigarro e etanol, a resposta condicionada à nicotina não atingiu significância estatística. Não houve alterações na idade adulta. A exposição a fumaça de cigarro e/ou etanol não afetou a PPN. No Estudo 2, os dados eletrofisiológicos mostraram que a exposição pré-natal à nicotina foi capaz de alterar as correntes de despolarização basais e o potencial de repouso de células do LDT A nicotina também foi capaz de alterar as respostas deste núcleo ao etanol reduzindo as correntes de despolarização e aumentando, embora que não de forma significativa, as correntes inibitórias. De acordo com estes dados, injurias causadas pela exposição à fumaça do cigarro, à nicotina isoladamente, e ao etanol durante o desenvolvimento são capazes de perdurar por um logo tempo na vida do individuo, alterando as respostas a comportamentais e celulares a uma exposição tardia à nicotina e ao etanol.

Efeitos do controle de temperatura e da vimpocetina sobre os déficits neurocomportamentais decorrentes do estresse por separação materna em camundongos suíços neonatos

O estresse durante o desenvolvimento está associado com diversas desordens neurocomportamentais, que podem persistir ao longo da vida. A hiperatividade é um dos transtornos comportamentais que, com maior frequência, observa-se em humanos submetidos ao estresse precoce. Esse transtorno pode ser a manifestação clínica predominante, ou mesclar-se com déficit de atenção, impulsividade e retardo da aprendizagem, constituindo o Transtorno de Déficit de Atenção e Hiperatividade (TDAH), com número de casos diagnosticados em ascensão. Diversos protocolos experimentais utilizam a separação materna (SM) de roedores neonatos para mimetizar as consequências do estresse precoce em humanos. Esta predileção por roedores recém-nascidos se deve à sua equivalência aproximada com fetos humanos no terceiro trimestre da gestação em termos de neurodesenvolvimento, quando ocorre o maior crescimento do Sistema Nervoso Central fetal. Neste trabalho, camundongos suíços neonatos foram submetidos a sessões diárias de isolamento com separação materna, entre o 2 e o 10 dias de vida pós-natal (PN2 a PN10), variando-se a temperatura de isolamento dos filhotes, que permaneciam sem aquecimento (na temperatura do biotério, entre 22 e 25C) ou eram mantidos aquecidos a 37C durante essas sessões. Portanto, foram três grupos experimentais: isolamento aquecido com SM; isolamento não aquecido com SM; e controle. Os animais do grupo controle foram pesados em PN2 e PN10 e, prontamente, devolvidos às progenitoras. Todos os animais foram desmamados e sexados em PN21, não sendo perturbados até a realização dos testes neurocomportamentais, a partir de PN30, que incluíram os Testes de Campo Aberto e de Esquiva Inibitória. Num segundo estudo, foram realizadas dosagens séricas da corticosterona basal e dos hormônios tireoidianos nos três grupos experimentais, em PN6, PN10 e PN30. Finalmente, num terceiro estudo, camundongos do grupo controle e do grupo submetido ao isolamento não aquecido com SM foram tratados com vimpocetina (20g/kg), um neuroprotetor potencial, ou com veículo (Dimetilsulfóxido), a fim de avaliar os efeitos da vimpocetina na atividade locomotora. O 1 estudo demonstrou que a temperatura foi um fator crítico para a manifestação de hiperatividade locomotora no Teste do Campo Aberto, que ocorreu, somente, nos animais do grupo submetido ao isolamento não aquecido. Adicionalmente, não houve diferenças entre os grupos experimentais no Teste da Esquiva Inibitória, quanto à memória e à aprendizagem. O 2 estudo demonstrou que a temperatura do isolamento influenciou os níveis da corticosterona basal e dos hormônios tireoidianos em PN10 e em PN30. No 3 estudo, a vimpocetina reduziu a hiperatividade locomotora no grupo de animais submetidos ao isolamento não aquecido com SM. De todo o exposto, conclui-se que o isolamento com SM de camundongos suíços neonatos à temperatura de 22 a 25C aumentou a atividade locomotora nesses animais, e que a vimpocetina foi capaz de atenuar esse comportamento, sem aumento da mortalidade. Finalmente, considerando-se o maior risco de desenvolvimento do TDAH em crianças e adolescentes com históricos de prematuridade, levanta-se a hipótese de que o estresse térmico pelo frio seja um dos fatores envolvidos na fisiopatogenia da hiperatividade nesses casos.

Hemisferectomia na vida adulta como modelo para o estudo das assimetrias cerebrais no controle da reatividade emocional e atividade locomotora em camundongos

Evidências sugerem que a lateralização cerebral é uma característica fundamental dos vertebrados. Nos seres humanos, tem sido sugerido que o hemisfério direito é especializado no processamento de informação emocional negativa e o hemisfério esquerdo no controle da função motora. Em roedores, evidências de lateralização hemisférica são escassas. Diante disso, utilizamos a hemisferectomia para avaliar a importância relativa de cada hemisfério no controle emocional e na atividade motora espontânea em camundongos. Machos adultos foram submetidos à hemisferectomia direita (HD), hemisferectomia esquerda (HE) ou a simulação da cirurgia (SHAM). Para ajudar na interpretação dos resultados, uma amostra adicional de camundongos foi submetida à aspiração unilateral da área frontoparietal esquerda (FPE), da área frontoparietal direito (FPD) ou a simulação da cirurgia (CONT). Quinze dias após a cirurgia, a reatividade emocional e a ambulação foram avaliadas no teste de campo aberto durante 10 minutos (dividido em intervalos de 1 min). A arena de campo aberto consistiu em uma caixa de polipropileno, cujo fundo foi dividido em 16 retângulos do mesmo tamanho. O número total de retângulos cruzados pelo animal foi utilizado como a medida da atividade locomotora espontânea. Considerando-se que os camundongos evitam áreas abertas, a locomoção no centro e o tempo despendido nos retângulos centrais foram utilizados para avaliar a reatividade emocional. Em relação à atividade locomotora as duas técnicas cirúrgicas revelaram assimetrias na direção oposta. A atividade locomotora do grupo HE aumentou ao longo do período de teste e foi maior do que a dos grupos HD e SHAM. Em contraste, a atividade locomotora do grupo FPD diminuiu ao longo do período de teste e foi superior a ambos os grupos, FPE e CONT. Em relação à reatividade emocional, o grupo HE passou menos tempo na área central que os grupos HD e CONT. Não foram observadas diferenças entre FPD, FPE e o grupo CONT. Os nossos resultados sugerem que os dois hemisférios contribuem de forma assimétrica para controlar de reatividade emocional e para controlar de atividade motora em camundongos. De forma semelhante ao que é observado em humanos, o hemisfério direito dos camundongos foi mais associado com o processamento de informação emocional negativa. Em relação aos dados de hiperatividade, as diferenças observadas entre os animais hemisferectomizados e com lesão frontoparietal sugerem que mais de um circuito (ou sistema) lateralizado pode mediar a atividade locomotora espontânea.

Efeitos da exposição combinada de cafeína e etanol durante o desenvolvimento na atividade locomotora de camundongos adolescentes

O Transtorno do Déficit de Atenção e Hiperatividade (TDAH) é uma desordem neurocomportamental caracterizada por graus variados de desatenção, atividade motora excessiva e impulsividade. Sua etiologia não é completamente conhecida, porém, um grande número de evidências sugere que, além de fatores de risco genéticos, a exposição gestacional ao etanol e a altas doses de cafeína contribuem para a manifestação deste transtorno. O etanol, presente na composição de bebidas alcoólicas, e a cafeína, presente na composição de diversas bebidas (refrigerantes, chás, café, e energéticos), alimentos derivados do cacau e medicamentos estão entre as substâncias neuroativas mais consumidas no mundo. Apesar das evidências epidemiológicas do uso combinado de cafeína e etanol por gestantes, as interações entre estas substâncias têm recebido pouca atenção em estudos experimentais. Este fato é particularmente importante visto que alguns estudos apontam que cafeína é capaz de ampliar alguns aspectos importantes da ação de outras substâncias com potencial neurotóxico. Nesse estudo avaliamos os efeitos da co-exposição à cafeína e ao etanol durante o desenvolvimento na atividade locomotora em camundongos adolescentes. Para tanto, camundongos Suíços foram expostos do primeiro dia gestacional até o vigésimo primeiro dia pós-natal (PN21), a solução de cafeína 0,1g/L (Grupo CAF1, 10 ninhadas), a solução de cafeína 0,3g/L (Grupo CAF3, 10 ninhadas) ou tiveram acesso à água potável (Grupo CAF0, 10 ninhadas). Em dias alternados de PN2 a PN8, os animais de cada ninhada receberam uma injeção intraperitoneal de 0,25 l/g de etanol (grupo ETOH25), 0,5 l/g de etanol (grupo ETOH50) ou de solução salina (grupo ETOH0). Em PN30, a atividade locomotora foi avaliada por 15 minutos no teste de Campo Aberto. A análise dos níveis de etanol sérico, realizada em uma amostra independente de animais em PN8, indicou que, para as duas doses de etanol, a alcoolemia dos animais do grupo CAF3 foi significativamente maior do que as dos grupos CAF0 e CAF1, que não diferiram entre si. No teste de campo aberto, apenas os animais expostos ao etanol apresentaram aumento da atividade locomotora. Tanto o grupo ETOH25 quanto o grupo ETOH50 tiveram a atividade maior que o grupo ETOH0. A exposição à cafeína, por si só, não afetou a atividade locomotora dos animais nem potencializou os efeitos do etanol. No grupo CAF3, a atividade locomotora não foi afetada pela exposição ao etanol. Nossos dados confirmam o papel da exposição precoce ao etanol na manifestação da hiperatividade locomotora. Além disso, a exposição à cafeína durante o desenvolvimento pode exercer um papel protetor para a manifestação da hiperatividade locomotora induzida pela exposição precoce ao etanol.

Qual é o risco do consumo combinado de bebidas energéticas e etanol? Efeitos comportamentais em camundongos adolescentes

O uso combinado de etanol e bebidas energéticas tem aumentado entre adolescentes. Além disso, estudos epidemiológicos indicam que o co-uso aumenta a probabilidade de consumo abusivo e dependência de etanol. Apesar disso, pouco se sabe sobre as consequências neurocomportamentais da co-exposição no cérebro adolescente. Este estudo tem como objetivo avaliar o curso temporal dos efeitos agudos da exposição à bebida energética e/ou etanol na atividade motora e ansiedade no teste de campo aberto, como também, os efeitos agudos ou prolongados sobre aprendizagem/memória e coordenação motora em camundongos adolescentes. Camundongos Suíços foram divididos em 4 grupos: bebidas energéticas e etanol, bebida energética, etanol e água. Três estudos separados foram conduzidos para avaliar cada um dos objetivos específicos deste trabalho. No primeiro estudo, realizado em PN40, os animais receberam a administração de bebida energética (8 ml/kg) e/ou etanol (4 g/kg) por gavagem e após 55 minutos foram submetidos ao teste do campo aberto (sessão 1). Outras duas sessões foram realizadas em sequência usando a metade da dose inicial (sessão 2 e 3). Nos estudos 2 e 3, estudamos os efeitos agudos (PN40) e crônicos (exposição de PN30-40) sobre o teste de esquiva passiva (0,3 mA, 3 s) e sobre o desempenho no teste do cilíndro giratório (sessão de treinamento e após 1 e 3 horas da gavagem das drogas). Em ambos os casos, a dose de bebida energética (8 ml/kg) e/ou etanol (4 g/kg) foi administrada. No teste da esquiva passiva, as sessões de treino e retenção foram realizadas 1 e 24 horas após a administração da droga, respectivamente. No teste do Rotarod, cada sessão foi constituída por 5 tentativas em modelo de aceleramento contínuo (4 a 40 rpm/min em uma tentativa de 2 min). Os nossos dados indicam que a exposição concomitante a bebida energética potencializa o efeito de hiperatividade induzido pelo etanol, como também, gera uma resposta ansiogênica no teste do campo aberto. A exposição aguda ao etanol induz déficit de memória/aprendizagem que não é revertida pela BE. A co-exposição aguda a bebida energética e etanol prolongou incoordenação motora induzida pelo etanol. No entanto, a bebda energética reverteu o comprometimento da coordenação motora gerada pela exposição crônica de etanol em camundongos fêmeas. O presente estudo fornece evidência experimental de que bebida energética e etanol interagem durante a adolescência, resultando em padrões de comportamento que poderiam aumentar o risco de desenvolvimento de abuso ou dependência de etanol. Além disso, os dados indicaram que a exposição aguda à bebida energética não atenuou as consequências negativas geradas pela etanol no desempenho do motor e cognitivo.

Papel do bloqueio dos receptores NMDA e da ativação dos receptores GABAA na manifestação dos déficits neurocomportamentais decorrentes da exposição ao etanol durante o período equivalente ao terceiro trimestre de gestação

A exposição gestacional ao etanol produz um amplo espectro de defeitos neurocomportamentais que podem persistir ao longo da vida. Dentre os distúrbios mais comumente observados estão o transtorno do déficit de atenção e hiperatividade (TDAH) e os déficits de aprendizado e memória. Apesar da grande quantidade de estudos, os mecanismos envolvidos com a manifestação destes transtornos permanecem pouco conhecidos. Estudos em roedores vêm demonstrando que o período equivalente ao terceiro trimestre de gestação é critico para o aparecimento destas alterações comportamentais. Durante este período, que é caracterizado por intensa sinaptogênese, a neurotoxicidade do etanol vem sendo atribuída ao bloqueio dos receptores glutamatérgicos do tipo N-metil-D-aspartato (NMDA) e hiperativação dos receptores do ácido gama-aminobutírico do subtipo A (GABAA). Tendo em vista que ao longo do desenvolvimento estes receptores diferem em relação a função e distribuição espaço-temporal, neste estudo avaliamos a contribuição relativa do bloqueio dos receptores NMDA e hiperativação dos receptores GABAA durante o período equivalente ao terceiro trimestre de gestação para a manifestação da hiperatividade locomotora e para os distúrbios de aprendizado e memória de camundongos pré-púberes. Para tanto, este estudo foi realizado em duas etapas. Na primeira, investigamos os efeitos da exposição isolada ao bloqueador NMDA MK801 (MK) e ao agonista GABAA muscimol (MU). Para tanto, em dias alternados do segundo dia pós-natal (PN2) a PN8, os animais receberam uma injeção intraperitoneal de Salina (SAL), MK nas doses de 0,1, 0,3 ou 0,5 mg/kg ou de MU nas doses de 0,1 0,3 ou 0,5 mg/kg. Na segunda etapa investigamos os efeitos da administração simultânea de MK (0,1mg/kg) e MU (doses 0,02, 0,1 ou 0,5 mg/kg). Em PN25, a atividade locomotora foi automaticamente avaliada por 15 min no teste de campo aberto. Em PN31 e PN32, o aprendizado e memória foi avaliado no teste da esquiva passiva inibitória. Em relação aos resultados da exposição isolada a cada uma das drogas, apenas o tratamento com MK promoveu um aumento dose dependente na atividade locomotora. No teste da esquiva passiva inibitória, os animais expostos as maiores doses de MK e MU apresentaram déficits de aprendizado e memória. Em relação aos resultados da exposição combinada de MK e MU, não foram observadas diferenças significativas entre os grupos na atividade locomotora. Na esquiva passiva inibitória, a administração simultânea de MK e MU, em doses que administradas isoladamente não tiveram efeito, promoveu prejuízos de aprendizado e memória. Nossos resultados sugerem que, enquanto a hiperatividade locomotora está associada apenas com o bloqueio dos receptores NMDA, os déficits de aprendizado e memória podem ser produto de uma ação sinergista do etanol nos dois receptores.

ELECTRON-TRANSPORT THROUGH GAALAS BARRIERS IN GAAS

We have analyzed electronic transport through a single, 200-angstrom-thick, Ga0.74Al0.36As barrier embedded in GaAs. At low temperatures and high electric field, the Fowler-Nordheim regime is observed, indicating that the barrier acts as insulating layers. At higher temperatures the thermionic regime provides an apparent barrier height, decreasing with the field, which is equal to the expected band offset when extrapolated to zero field. However, for some samples, the current is dominated by the presence of electron traps located in the barrier. A careful analysis of the temperature and field behavior of this current allows to deduce that the mechanism involved is field-enhanced emission from electron traps. The defects responsible are tentatively identified as DX centers, resulting from the contamination of the barrier by donor impurities.

不同年限蔬菜温室土壤基本化学性质比较研究

本文对沈阳市郊大民屯镇不同年限蔬菜温室土壤化学性质进行研究与分析。得到主要结论如下： 蔬菜温室0～20 cm表层土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、铵态氮、硝态氮均处于较高的养分水平，并且随温室使用年限的延长，呈增加的趋势。土壤有酸化的趋势，土壤电导率呈升高态势。土壤有效态Fe、Mn、Cu、Zn含量分别为8.57～60.30 mg kg-1、2.69～22.43 mg kg-1、0.64～7.52 mg kg-1和0.56～9.29 mg kg-1，变异系数为50%左右；随着温室使用年限的增加，土壤有效态Fe、Mn、Cu、Zn含量总体上呈增加的趋势。土壤Ni、Cd的有效含量随种植年限的延长趋于增加，有效Pb呈现出下降的趋势，土壤重金属Cr的有效态含量与种植年限之间没有明显的相关性。 不同年限蔬菜温室土壤剖面有机质、全氮、速效磷及速效钾含量高于相邻的露地菜田土壤，并随种植年限的延长而增加，随土层深度的增加而下降。温室土壤中铵态氮的含量随温室种植年限的变化相对较小，在土壤剖面不同层次中变化也没有明显的规律性。与露地菜田土壤相比，温室土壤中有效态铁、锰含量下降，有效态铜、锌、铅、镍含量增加。0～30 cm土层土壤交换性Ca呈下降的趋势，交换性Mg呈上升的趋势，土壤Ca/Mg比值呈下降的趋势。

黄东海及朝鲜海峡冰后期陆架沉积物的环境磁学研究

There are four chapters in this dissertation. The first chapter briefly synthesizes the basic theories, methods and present-day applying situation of environmental magnetism. The second chapter probes into the magnetic mineral diagenesis in the post-glacial muddy sediments from the southeastern South Yellow Sea and its response to marine environmental changes, using the muddy sediment of Core YSDP103 formed in the shelf since about 13 ka BP. The third chapter illustrates the high-resolution early diagenetic processes by investigating the rapidly deposited muddy sediments during the last 6 ka in Cores SSDP-102 and SSDP-103 from the near-shore shelf of Korea Strait. The fourth chapter presents the results of detailed rock magnetic investigation of the surface sediments from the fine-grained depositional area on the outer shelf of the East China Sea in an attempt to provide environmental magnetic evidence for the provenance of the fine-grained deposit. Core YSDP103 was retrieved in the muddy deposit under the cold eddy of the southeastern South Yellow Sea, and the uppermost 29.79 m core represents the muddy sediments formed in the shelf since about 13 ka BP. The lower part from 29.79 to 13.35 m, called Unit A2, was deposited during the period from the post-glacial transgression to the middle Holocene (at about 6 ~(14)C ka BP) when the rising sea level reached its maximum, while the upper part above 13.35 m (called Unit Al) was deposited in a cold eddy associated with the formation of the Yellow Sea Warm Current just after the peak of post-glacial sea level rise. For the the uppermost 29.79 m core, detailed investigation of rock-magnetic properties and analyses of grain sizes and geochemistry were made. The experimental results indicate that the magnetic mineralogy of the core is dominated by magnetite, maghemite and hematite and that, except for the uppermost 2.35 m, the magnetic minerals were subject to reductive diagenesis leading to significant decline of magnetic mineral content and the proportion of low-coercivity component. More importantly, ferrimagnetic iron sulphide (greigite) is found in Unit A2 but absent in Unit Al, suggesting the control of marine environmental conditions on the magnetic mineral diagenesis. Magnetic parameters show abrupt changes across the boundary between the Unit Al and A2, which reflects a co-effect of environmental conditions and primary magnetic components of the sediments on the diagenesis. Alternating zones of high and low magnetic parameters are observed in Unit A2 of Core YSDP103, which is presumably due to periodic changes of the concentration and/or grain size of magnetic minerals carried into the study area. Cores SSDP-102 and SSDP-103, two studied sediment cores from the Korea Strait contain mud sequences (14 m and 32.62 m in thickness) that were deposited during the last 6,000 years. Analyses of grain sizes and geochemistry of the cores have demonstrated that the sediments have uniform lithology and geochemical properties, however, marked down-core changes in magnetic properties suggest that diagenesis has significantly impacted the magnetic properties. An expanded view of early diagenetic reactions that affect magnetic mineral assemblages is evident in these rapidly deposited continental shelf sediments compared to deep-sea sediments. The studied sediments can be divided into four descending intervals, based on magnetic property variations. Interval 1 is least affected by diagenesis and has the highest concentrations of detrital magnetite and hematite, and the lowest solid-phase sulfur contents. Interval 2 is characterized by the presence of paramagnetic pyrite and sharply decreasing magnetite and hematite concentrations, which suggest active reductive dissolution of detrital magnetic minerals, the absolute minimum abundance of magnetite is reached at the end of this interval. Interval 3 is marked by a progressive loss of hematite with depth, and at the base of this interval, 82% to 88% of the hematite component was depleted and the bulk magnetic mineral concentration was reduced to the lowest value in the entire studied mud section. Interval 4 has an increasing down-core enhancement of authigenic greigite, which is interpreted to have formed due to arrested pyritization resulting from consumption of pore water sulfate with depth. This is the first clear demonstration from an active depositional environment for a delay of thousands of years for acquisition of a magnetization carried by greigite. This detailed view of diagenetic processes in continental shelf sediments suggests that studies of geomagnetic field behavior from such sediments should be conducted with care. Paleoceanographic and paleoclimatic studies based on the magnetic properties of shelf sediments with high sedimentation rates like those in the Korea Strait are also unlikely to provide a meaningful signature associated with syn-depositional environmental processes. The rock magnetic properties of the surface sediments from the fine-grained depositional area on the outer shelf of the East China Sea, an area surrounded by sands, are investigated with a view to providing information on the sediment provenance. Multiple magnetic parameters such as magnetic susceptibility (%), anhysteretic remanent magnetization (ARM), saturation rernanent magnetization (SIRM), coercivities of SIRM (Her), and S ratios (relative abundance of low-coercivity magnetic minerals) are measured for all 179 surface samples, and partial representative samples are examined for their magnetic hysteresis parameters, temperature-dependence of magnetic susceptibility and x-ray diffraction spectra. Our research indicates that the magnetic mineralogy is dominated by magnetite with a small amount of hematite and is primarily of pseudo-single domain (PSD) to multidomain (MD) nature with a detrital origin. In the surface sediments, the granulometry of magnetic fractions is basically independent of grain sizes of the sediment containing the magnetic grains, and the composition of magnetic minerals remains almost homogeneous, that is, with a relatively constant ratio of low to high coercivity fraction throughout the area. The magnetic concentration in the study area generally decreases to the east or southeast accompanied by magnetic-particle fining to the east or to the northeast. The geographic pattern of magnetic properties is most reasonably explained by a major source of sediment jointly from the erosion of the old Huanghe River deposit and the discharge of the Changjiang River. The rock magnetic data facilitate understanding of the transport mechanism of fine-grained sediments in the outer shelf of the East China Sea.

细胞外信号调节蛋白激酶-cAMP反应元件结合蛋白信号通路在应激所致抑郁行为障碍中的作用

Stress is the most important factor in the vulnerability to depression and other behavioral disorders, but the mechanisms that stress signals are transferred into depression are far from understanding. To date, the neurotransmitters, neurotrophins and signal pathway have been concerned in the topic focusing on the pathophysiology of depression, but there are still many puzzles. Increasing evidence has indicated that the alteration in neuronal plasticity is the “trace” of stress-induced damages. The extracellular signal-regulated protein kinase(ERK)-cyclic-AMP-responsive element（CRE）-binding protein(CREB)signal pathway is a powerful intracellular signal transduction pathway participating in neuronal plasticity which is involved in higher brain cognitive functions such as learning and memory. However, so far, little is known about the role of the ERK-CREB signal pathway in response to stress and emotional modulations. Thus the aim of the study was to systematically investigate the role of the ERK-CEB signal pathway in depressive-like behaviors induced by stress. Depression animal models, antidepressant agent treatment and disruption of signal pathway in specific brain regions were applied. In the present study, three experiment sessions were designed to make sure whether the ERK-CREB signal pathway was indeed one of pathophysiological mechanisms of depressive-like behaviors induced by stress. In experiment one, two different stress animal models were applied, chronic forced swim stress and chronic empty water bottle stress. After stress, all animals were tested behaviorally using open-field, elevated-plus maze and saccharine preference test, and brain samples were processed for determination of ERK, P-ERK, CREB and P-CREB using western blot. The relationships between the proteins of ERK, P-ERK, CREB and P-CREB in the brain and the behavioral variables were also analyzed. In experiment two, rats were treated with antidepressant agent fluoxetine once a day for 21 consecutive days, then the brain levels of ERK, P-ERK, CREB and P-CREB was determined, the depressive-like behaviors were also examined. In experiment three, mitogen activated extracellular-signal-regulated kinase kinase (MEK) inhibitor U0126 was administrated to inhabit the activation of ERK in the hippocampus and prefrontal cortex respectively, then behavioral measurements and protein detection were conducted. The main results of the study were as the following: (1) Chronic forced swim stress induced animals to suffer depression and disrupted the ERK-CREB signal pathway in hippocampus and prefrontal cortex. There were significant correlations between P-ERK2, P-CREB and multiple variables of depressive-like behaviors. (2) Chronic empty water bottle stress did not induce depressive-like behaviors. Such stress decreased the brain level of P-ERK2 in hippocampus and prefrontal cortex, but the level of P-CREB in the hippocampus was increased. (3) The antidepressant agent fluoxetine relieved depressive-like behaviors and increased the activities of the ERK-CREB signal pathway in stressed animals. (4) Animals treated with U0126 injection into hippocampus showed decreased activities of the ERK-CREB signal pathway in the hippocampus, and suffered depression comorbid with anxiety. (5) Animals treated with U0126 injection into prefrontal cortex showed decreased activities of the ERK-CREB signal pathway in the prefrontal cortex, and exhibited depressive-like behaviors. In conclusion, The ERK-CREB signal pathway in the hippocampus and prefrontal cortex was involved in stress responses and significantly correlated with depressive-like behaviors; The ERK-CREB signal pathway in the hippocampus and prefrontal cortex participated in the mechanism that fluoxetine reversed stress-induced behavioral disorders, and might be the target pathway of the therapeutic action of antidepressants; The disruption of the ERK-CREB signal pathway in the hippocampus or prefrontal cortex led to depressive-like behaviors in animals, suggesting that disruption of ERK-CREB pathway in the hippocampus or prefrontal cortex was involved in the pathophysiology of depression, and might be at least one of the mechanisms of depression induced by stress.

Plate-specific gain map correction for the improvement of detective quantum efficiency in computed radiography.

PURPOSE: The purpose of this work is to improve the noise power spectrum (NPS), and thus the detective quantum efficiency (DQE), of computed radiography (CR) images by correcting for spatial gain variations specific to individual imaging plates. CR devices have not traditionally employed gain-map corrections, unlike the case with flat-panel detectors, because of the multiplicity of plates used with each reader. The lack of gain-map correction has limited the DQE(f) at higher exposures with CR. This current work describes a feasible solution to generating plate-specific gain maps. METHODS: Ten high-exposure open field images were taken with an RQA5 spectrum, using a sixth generation CR plate suspended in air without a cassette. Image values were converted to exposure, the plates registered using fiducial dots on the plate, the ten images averaged, and then high-pass filtered to remove low frequency contributions from field inhomogeneity. A gain-map was then produced by converting all pixel values in the average into fractions with mean of one. The resultant gain-map of the plate was used to normalize subsequent single images to correct for spatial gain fluctuation. To validate performance, the normalized NPS (NNPS) for all images was calculated both with and without the gain-map correction. Variations in the quality of correction due to exposure levels, beam voltage/spectrum, CR reader used, and registration were investigated. RESULTS: The NNPS with plate-specific gain-map correction showed improvement over the noncorrected case over the range of frequencies from 0.15 to 2.5 mm(-1). At high exposure (40 mR), NNPS was 50%-90% better with gain-map correction than without. A small further improvement in NNPS was seen from carefully registering the gain-map with subsequent images using small fiducial dots, because of slight misregistration during scanning. Further improvement was seen in the NNPS from scaling the gain map about the mean to account for different beam spectra. CONCLUSIONS: This study demonstrates that a simple gain-map can be used to correct for the fixed-pattern noise in a given plate and thus improve the DQE of CR imaging. Such a method could easily be implemented by manufacturers because each plate has a unique bar code and the gain-map for all plates associated with a reader could be stored for future retrieval. These experiments indicated that an improvement in NPS (and hence, DQE) is possible, depending on exposure level, over a wide range of frequencies with this technique.