Agmatine reverses pain induced by inflammation, neuropathy, and spinal cord injury

Antagonists of glutamate receptors of the N-methyl-d-aspartate subclass (NMDAR) or inhibitors of nitric oxide synthase (NOS) prevent nervous system plasticity. Inflammatory and neuropathic pain rely on plasticity, presenting a clinical opportunity for the use of NMDAR antagonists and NOS inhibitors in chronic pain. Agmatine (AG), an endogenous neuromodulator present in brain and spinal cord, has both NMDAR antagonist and NOS inhibitor activities. We report here that AG, exogenously administered to rodents, decreased hyperalgesia accompanying inflammation, normalized the mechanical hypersensitivity (allodynia/hyperalgesia) produced by chemical or mechanical nerve injury, and reduced autotomy-like behavior and lesion size after excitotoxic spinal cord injury. AG produced these effects in the absence of antinociceptive effects in acute pain tests. Endogenous AG also was detected in rodent lumbosacral spinal cord in concentrations similar to those previously detected in brain. The evidence suggests a unique antiplasticity and neuroprotective role for AG in processes underlying persistent pain and neuronal injury.

Increased anxiety of mice lacking the serotonin1A receptor

Brain serotonin (5-HT) has been implicated in a number of physiological processes and pathological conditions. These effects are mediated by at least 14 different 5-HT receptors. We have inactivated the gene encoding the 5-HT1A receptor in mice and found that receptor-deficient animals have an increased tendency to avoid a novel and fearful environment and to escape a stressful situation, behaviors consistent with an increased anxiety and stress response. Based on the role of the 5-HT1A receptor in the feedback regulation of the 5-HT system, we hypothesize that an increased serotonergic neurotransmission is responsible for the anxiety-like behavior of receptor-deficient animals. This view is consistent with earlier studies showing that pharmacological activation of the 5-HT system is anxiogenic in animal models and also in humans.

A simple test of the vicarious trial-and-error hypothesis of hippocampal function.

Vicarious trial-and-error (VTE) is a term that Muenzinger and Tolman used to describe the rat's conflict-like behavior before responding to choice. Recently, VTE was proposed as a mechanism alternative to the concept of "cognitive map" in accounts of hippocampal function. That is, many phenomena of impaired learning and memory related to hippocampal interventions may be explained by behavioral first principles: reduced conflicting, incipient, pre-choice tendencies to approach and avoid. The nonspatial black-white discrimination learning and VTE behavior of the rat were investigated. Hippocampal-lesioned and sham-lesioned animals were trained for 25 days (20 trials per day) starting at 60 days of age. Each movement of the head from one discriminative stimulus to the other was counted as a VTE instance. Lesioned rats had fewer VTEs than sham controls, and the former learned much more slowly or never learned. After learning, VTE frequency declined. Male and female rats showed no significant differences in VTE behavior or discrimination learning.

Nonclassical light revealed by the joint statistics of simultaneous measurements

Nonclassicality cannot be a single-observable property, since the statistics of any quantum observable is compatible with classical physics. We develop a general procedure to reveal nonclassical behavior of light states from the joint statistics arising in the practical measurement of multiple observables. Beside embracing previous approaches, this protocol can disclose nonclassical features for standard examples of classical-like behavior, such as SU(2) and Glauber coherent states. When combined with other criteria, this would imply that every light state is nonclassical.

Bases moléculaires et cellulaires d’un trouble neurodéveloppemental causé par l’haploinsuffisance de SYNGAP1

La déficience intellectuelle est la cause d’handicap la plus fréquente chez l’enfant. De nombreuses évidences convergent vers l’idée selon laquelle des altérations dans les gènes synaptiques puissent expliquer une fraction significative des affections neurodéveloppementales telles que la déficience intellectuelle ou encore l’autisme. Jusqu’à récemment, la majorité des mutations associées à la déficience intellectuelle a été liée au chromosome X ou à la transmission autosomique récessive. D’un autre côté, plusieurs études récentes suggèrent que des mutations de novo dans des gènes à transmission autosomique dominante, requis dans les processus de la plasticité synaptique peuvent être à la source d’une importante fraction des cas de déficience intellectuelle non syndromique. Par des techniques permettant la capture de l’exome et le séquençage de l’ADN génomique, notre laboratoire a précédemment reporté les premières mutations pathogéniques dans le gène à transmission autosomique dominante SYNGAP1. Ces dernières ont été associées à des troubles comportementaux tels que la déficience intellectuelle, l’inattention, des problèmes d’humeur, d’impulsivité et d’agressions physiques. D’autres patients sont diagnostiqués avec des troubles autistiques et/ou des formes particulières d’épilepsie généralisée. Chez la souris, le knock-out constitutif de Syngap1 (souris Syngap1+/-) résulte en des déficits comme l’hyperactivité locomotrice, une réduction du comportement associée à l’anxiété, une augmentation du réflexe de sursaut, une propension à l’isolation, des problèmes dans le conditionnement à la peur, des troubles dans les mémoires de travail, de référence et social. Ainsi, la souris Syngap1+/- représente un modèle approprié pour l’étude des effets délétères causés par l’haploinsuffisance de SYNGAP1 sur le développement de circuits neuronaux. D’autre part, il est de première importance de statuer si les mutations humaines aboutissent à l’haploinsuffisance de la protéine. SYNGAP1 encode pour une protéine à activité GTPase pour Ras. Son haploinsuffisance entraîne l’augmentation des niveaux d’activité de Ras, de phosphorylation de ERK, cause une morphogenèse anormale des épines dendritiques et un excès dans la concentration des récepteurs AMPA à la membrane postsynaptique des neurones excitateurs. Plusieurs études suggèrent que l’augmentation précoce de l’insertion des récepteurs AMPA au sein des synapses glutamatergiques contribue à certains phénotypes observés chez la souris Syngap1+/-. En revanche, les conséquences de l’haploinsuffisance de SYNGAP1 sur les circuits neuronaux GABAergiques restent inconnues. Les enjeux de mon projet de PhD sont: 1) d’identifier l’impact de mutations humaines dans la fonction de SYNGAP1; 2) de déterminer si SYNGAP1 contribue au développement et à la fonction des circuits GABAergiques; 3) de révéler comment l’haploinsuffisance de Syngap1 restreinte aux circuits GABAergiques affecte le comportement et la cognition. Nous avons publié les premières mutations humaines de type faux-sens dans le gène SYNGAP1 (c.1084T>C [p.W362R]; c.1685C>T [p.P562L]) ainsi que deux nouvelles mutations tronquantes (c.2212_2213del [p.S738X]; c.283dupC [p.H95PfsX5]). Ces dernières sont toutes de novo à l’exception de c.283dupC, héritée d’un père mosaïque pour la même mutation. Dans cette étude, nous avons confirmé que les patients pourvus de mutations dans SYNGAP1 présentent, entre autre, des phénotypes associés à des troubles comportementaux relatifs à la déficience intellectuelle. En culture organotypique, la transfection biolistique de l’ADNc de Syngap1 wild-type dans des cellules pyramidales corticales réduit significativement les niveaux de pERK, en fonction de l’activité neuronale. Au contraire les constructions plasmidiques exprimant les mutations W362R, P562L, ou celle précédemment répertoriée R579X, n’engendre aucun effet significatif sur les niveaux de pERK. Ces résultats suggèrent que ces mutations faux-sens et tronquante résultent en la perte de la fonction de SYNGAP1 ayant fort probablement pour conséquences d’affecter la régulation du développement cérébral. Plusieurs études publiées suggèrent que les déficits cognitifs associés à l’haploinsuffisance de SYNGAP1 peuvent émerger d’altérations dans le développement des neurones excitateurs glutamatergiques. Toutefois, si, et auquel cas, de quelle manière ces mutations affectent le développement des interneurones GABAergiques résultant en un déséquilibre entre l’excitation et l’inhibition et aux déficits cognitifs restent sujet de controverses. Par conséquent, nous avons examiné la contribution de Syngap1 dans le développement des circuits GABAergiques. A cette fin, nous avons généré une souris mutante knockout conditionnelle dans laquelle un allèle de Syngap1 est spécifiquement excisé dans les interneurones GABAergiques issus de l’éminence ganglionnaire médiale (souris Tg(Nkx2.1-Cre);Syngap1flox/+). En culture organotypique, nous avons démontré que la réduction de Syngap1 restreinte aux interneurones inhibiteurs résulte en des altérations au niveau de leur arborisation axonale et dans leur densité synaptique. De plus, réalisés sur des coupes de cerveau de souris Tg(Nkx2.1-Cre);Syngap1flox/+, les enregistrements des courants inhibiteurs postsynaptiques miniatures (mIPSC) ou encore de ceux évoqués au moyen de l’optogénétique (oIPSC) dévoilent une réduction significative de la neurotransmission inhibitrice corticale. Enfin, nous avons comparé les performances de souris jeunes adultes Syngap1+/-, Tg(Nkx2.1-Cre);Syngap1flox/+ à celles de leurs congénères contrôles dans une batterie de tests comportementaux. À l’inverse des souris Syngap1+/-, les souris Tg(Nkx2.1-Cre);Syngap1flox/+ ne présentent pas d’hyperactivité locomotrice, ni de comportement associé à l’anxiété. Cependant, elles démontrent des déficits similaires dans la mémoire de travail et de reconnaissance sociale, suggérant que l’haploinsuffisance de Syngap1 restreinte aux interneurones GABAergiques dérivés de l’éminence ganglionnaire médiale récapitule en partie certains des phénotypes cognitifs observés chez la souris Syngap1+/-. Mes travaux de PhD établissent pour la première fois que les mutations humaines dans le gène SYNGAP1 associés à la déficience intellectuelle causent la perte de fonction de la protéine. Mes études dévoilent, également pour la première fois, l’influence significative de ce gène dans la régulation du développement et de la fonction des interneurones. D’admettre l’atteinte des cellules GABAergiques illustre plus réalistement la complexité de la déficience intellectuelle non syndromique causée par l’haploinsuffisance de SYNGAP1. Ainsi, seule une compréhension raffinée de cette condition neurodéveloppementale pourra mener à une approche thérapeutique adéquate.

DO VIRTUAL AO REAL: COMUNICAÇÃO, SEXO E INTERNET

Este trabalho é um estudo exploratório sobre o Ambiente Comunicacional Internet que investiga tanto a possibilidade da influência de suas ferramentas de interação/comunicação sobre o comportamento sexual e de risco quanto o desenvolvimento de comportamento compulsivo no uso destas ferramentas na busca de parceiros sexuais. A metodologia adotada é, além da pesquisa bibliográfica, a da pesquisa exploratória, um levantamento e análise de dados quantitativos e pode ser considerada como pertencente ao paradigma tradicional empírico, pois a coleta de dados foi baseada em respostas a questionários semi-estruturados, aplicados a um grupo de informação composto por 428 estudantes universitários dos cursos ligados à área de Computação e Informática de uma instituição particular de Ensino Superior do município de São Paulo SP, Brasil. Para isso, obedece à Resolução do Conselho Nacional de Saúde CNS 196/96 e conta com o TCLE. Os resultados indicam que as práticas sexuais, a exposição a DST e vírus HIV e, particularmente, a tendência ao desenvolvimento do Transtorno de Adicção à Internet se distinguem de modo irrefutável. Os participantes que alegaram buscar parceiros sexuais reais na Internet são diretos nos seus objetivos, pois quando encontram esse parceiro concretizam o ato sexual, em ambientes impessoais, como por exemplo, o motel, e muitas vezes de modo arriscado no que toca à prevenção e à segurança no contato com outro. Destaca-se, ainda, que a compulsão não é reconhecida pelo grupo e que a procura de parceiros por intermédio das mídias digitais, para esse grupo, não está relacionada a itens negativos quanto a sua qualidade de vida o que suscita o estudo e a discussão mais aprofundada sobre a interação comunicação, sexo e Internet .(AU)

Leg muscles motion during whole body linear frequency sweep vibration

Whole body vibration (WBV) aims to mechanically activate muscles by eliciting stretch reflexes. Mechanical vibrations are usually transmitted to the patient body standing on a oscillating plate. WBV is now more and more utilized not only for fitness but also in physical therapy, rehabilitation and in sport medicine. Effects depend on intensity, direction and frequency of vibration; however, the training frequency is one of the most important factors involved. A preliminary vibratory session can be dedicated to find the best vibration frequency for each subject by varying, stepwise, the stimulation frequency and analyzing the resulting EMG activity. This study concentrates on the analysis of muscle motion in response to a vibration frequency sweep, while subjects held two different postures. The frequency of a vibrating platform was increased linearly from 10 to 60 Hz in 26 s, while platform and single muscles (Rectus Femoris, Biceps Femoris - long head and Gastrocnemius Lateralis) motions were monitored using tiny, lightweight three-axial MEMS accelerometers. Displacements were estimated integrating twice the acceleration data after gravity contribution removal. Mechanical frequency response (amplitude and phase) of the mechanical chains ending at the single muscles was characterized. Results revealed a mechanical resonant-like behavior at some muscles, very similar to a second-order system in the frequency interval explored; resonance frequencies and dumping factors depended on subject and its positioning onto the vibrating platform. Stimulation at the resonant frequency maximizes muscle lengthening, and in turn muscle spindle solicitation, which produce muscle activation. © 2009 Springer-Verlag.

Formation and precise geometry control of SNAP microresonators by external electrostatic fields

In SNAP (Surface nanoscale axial photonics) resonators propagation of a slow whispering gallery mode along an optical fiber is controlled by nanoscale variation of the effective radius of the fiber [1]. Similar behavior can be realized in so - called nanobump microresonators in which the introduced variation of the effective radius is asymmetric, i.e. depends on the axial coordinate [2]. The possibilities of realization of such structures “on the fly” in an optical fiber by applying external electrostatic fields to it is discussed in this work. It is shown that local variations in effective radius of the fiber and in its refractive index caused by external electric fields can be large enough to observe SNAP structure - like behavior in an originally flat optical fiber. Theoretical estimations of the introduced refractive index and effective radius changes and results of finite element calculations are presented. Various effects are taken into account: electromechanical (piezoelectricity and electrostriction), electro-optical (Pockels and Kerr effects) and elasto-optical effect. Different initial fibre cross-sections are studied. The aspects of use of linear isotropic (such as silica) and non-linear anisotropic (such as lithium niobate) materials of the fiber are discussed. REFERENCES [1] M. Sumetsky, J. M. Fini, Opt. Exp. 19, 26470 (2011). [2] L. A. Kochkurov, M. Sumetsky, Opt. Lett. 40, 1430 (2015).

Padronização de testes para avaliação do estado de mania e potencial anti-maníaco de um agonista do receptor NOP

Bipolar disorder is characterized by mood impairment, alternating between mania/hypomania and depression, and its exact pathophysiology is already unknown. The treatment of bipolar disorder is based on prevention of the manic and depressive episodes using mood stabilizers. Nociceptin/orfanin FQ (N/OFQ) is an endogenous heptadecapeptide which binds as an agonist to NOP receptor, which is a G-coupled inhibitory receptor. N/OFQ and its receptor modulate a lot of functions in the organism, including emotional processes. It is known that the plasmatic concentration of N/OFQ is altered in patients in both phases depressive and manic of bipolar disorder and it is assumed that this system has a role on the etiology of this disorder. Concerning mania, the animal models used in research tend to focus in an unique aspect of the manic behavior, as hyperactivity or agressivity. In the 60’s, the hole board test was proposed, and it consists of an apparatus with holes where a behavior known as head-dippings is measured. High levels of head-dippings are suggestive of neophilia, while low levels can be characteristic of an anxious-like behavior. As the increase of exploratory and goal-directed behavior are characteristics of manic behavior, this test could help in mania research. Thus, this work was organized in 3 steps and aims to: (1) investigate the induction of a manic-like state promoted by ouabain, a Na+/K+-ATPase inhibitor, in the mouse open field test; (2) set up the hole board as a test to measure manic-like behaviors; and (3) investigate the N/OFQ effects in prevention of this kind of behavior on hole board. Male Swiss mice were used in this study, and they take part of only one of the described steps. Depending on the step performed, mice received one or more of the following treatments: (1) ouabain 10-6 , 10-5 , 10-4 , 10-3 or 10-2 M, intracerebroventricular (icv); (2) sodium valproate 300 mg/kg, intraperitoneal (ip); (3) sodium valproate 400 mg/kg, ip; (4) diazepam 1 mg/kg, ip; (5) methylphenidate 10 mg/kg, ip; and (6) N/OFQ 0,1 or 1 nmol, icv. The results suggest that hole board can be used to evaluate a manic state, through analysis of different animal behaviors. However, it was not possible to standard the model of Na+ /K+ -ATPase dysfunction through ouabain administration in mice. Moreover, the data suggest that N/OFQ, at the doses tested, has not affected the methylphenidate-induced mania-like behavior. Taken together, the results point to a new approach of manic research, through the hole board using. However, more studies are necessary in order to verify the role of N/OFQ system on bipolar disorder.

Sinalização endógena do sistema Nociceptina/Orfanina FQ - receptor NOP: envolvimento na modulação da depressão experimental induzida por lipopolissacarídeo

During the last decades, it has been established that there is a relationship between major depression and activation of immune system. Nociceptin/orphanin FQ (N/OFQ) is the natural ligand of a Gi-protein coupled receptor named NOP, both compose the peptidergic system wich is involved in the regulation of mood states and inflammatory responses. Considering these actions, the present thesis aimed to investigate the consequences of blocking NOP signaling in lipopolysaccharide (LPS)-induced sickness and depressive-like behaviors in mice. Systemic administration of LPS doses, that do not cause sepsis in mice, induce changes in their behaviors related with activity of pro-inflammatory cytokines tumor necrosis factor-α (TNF-α) and interleukins 6 (IL-6) and 1β (IL-1 β). At the time points of 2 to 6 h and 24 h after intraperitoneal injection, mice treated with LPS displayed, respectively, sickness and depressive-like behaviors. In the present work the administration of LPS 0.8 mg/kg (ip) significantly induced sickness signs in Swiss and CD-1 mice, such as weight loss, transient reduction in rectal temperature and decrease of food and water intake. Moreover at 24 h after LPS injection these same mice strains displayed significantly increased immobility time on the tail suspension test (TST) when compared with control mice, this alteration was not related with possible locomotion impairments as verified on the open field test. Treatment with Nortriptyline 30 mg/kg (ip, 60 min prior the TST) reduced the immobility time of control and LPS-treated mice and was used as standard antidepressant. The NOP receptor antagonist SB-612111 (10 mg/kg, ip), 30 min prior LPS, did not modify LPS-induced sickness signs and depressive-like behavior. However, when injected 24 h after LPS treatment, SB-612111 (ip, 30 min prior the TST) as well as the peptidergic NOP receptor antagonist UFP-101 (10 nmol/2μL, icv, 5 min prior the TST) significantly reversed the toxin effects. The protocol of LPS-induced depressive-like states was also tested in NOP receptor knockout mice (NOP(-/-)) and their respective wild types (NOP(+/+)). LPS evoked transient rectal temperature reduction in NOP(-/-) mice and loss of body weight, food and water intake reduction in both NOP(+/+) and NOP(-/-) mice. The consumption of water was significantly different due to the genotype. LPS injection induced transient changes in pro-inflammatory cytokines. At 6 h after LPS injection, serum levels of TNF-α were significantly increased in NOP(+/+) and NOP(-/-) mice, as the IL-6 levels were significantly increased just in NOP(+/+) serum. At 24 h after LPS treatment the pro-inflammatory cytokines had returned to the baseline levels in both genotypes. LPS treatment elicited depressive-like effects in NOP(+/+) but not in NOP(-/-) mice. The data obtained during the execution of this doctoral thesis reveal that pharmacological and genetic blockade of NOP signaling does not affect LPS evoked sickness signs while reversing depressive-like behavior. In conclusion, these results highlight the involvement of the peptidergic system N/OFQ - NOP receptor in the modulation of behaviors related to mood and activation of the immune system.

HPA Axis Activation by Ethanol Dependence in Adult and Adolescent Rats

Alcoholism is a disorder marked by cycles of heavy drinking and chronic relapse, and adolescents are an age cohort particularly susceptible to consuming large amounts of alcohol, placing them at high risk for developing an alcohol use disorder. Adolescent humans and rats voluntarily consume more alcohol than their adult counterparts, suggesting that younger consumers of alcohol may be less sensitive to its aversive effects, which are regulated by the function of the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) stress axis. While HPA axis dysfunction resulting from ethanol exposure has been extensively studied in adult animals, what happens in the adolescent brain remains largely unclear. In this study, chronic injections of ethanol was used to model alcohol dependence in adult and adolescent rats, and post-withdrawal anxiety behaviors were measured using light-dark box testing. Furthermore, corticosterone (CORT) release during treatment and after withdrawal was measured by collecting fecal and plasma samples from adults and adolescents. It was found that adults, but not adolescents, exhibit significant anxiety-like behavior following chronic ethanol withdrawal. Additionally, while the process of chronic ethanol treatment elicits an increase in day-by-day CORT release in both adults and adolescents, significantly sustained levels of CORT were not observed during withdrawal for either age group. Moreover, it was found that adults experience a longer-lasting CORT increase during chronic treatment, suggesting a larger and more robust period of dysfunction in the HPA axis for older consumers of alcohol. These results highlight CORT and glucocorticoids in general as a potential therapeutic target for treatment for alcoholism, especially that which has an onset during adolescence.

Crystallization on the Mesoscale : Self-Assembly of Iron Oxide Nanocubes into Mesocrystals

Self-assembly of nanoparticles is a promising route to form complex, nanostructured materials with functional properties. Nanoparticle assemblies characterized by a crystallographic alignment of the nanoparticles on the atomic scale, i.e. mesocrystals, are commonly found in nature with outstanding functional and mechanical properties. This thesis aims to investigate and understand the formation mechanisms of mesocrystals formed by self-assembling iron oxide nanocubes. We have used the thermal decomposition method to synthesize monodisperse, oleate-capped iron oxide nanocubes with average edge lengths between 7 nm and 12 nm and studied the evaporation-induced self-assembly in dilute toluene-based nanocube dispersions. The influence of packing constraints on the alignment of the nanocubes in nanofluidic containers has been investigated with small and wide angle X-ray scattering (SAXS and WAXS, respectively). We found that the nanocubes preferentially orient one of their {100} faces with the confining channel wall and display mesocrystalline alignment irrespective of the channel widths.  We manipulated the solvent evaporation rate of drop-cast dispersions on fluorosilane-functionalized silica substrates in a custom-designed cell. The growth stages of the assembly process were investigated using light microscopy and quartz crystal microbalance with dissipation monitoring (QCM-D). We found that particle transport phenomena, e.g. the coffee ring effect and Marangoni flow, result in complex-shaped arrays near the three-phase contact line of a drying colloidal drop when the nitrogen flow rate is high. Diffusion-driven nanoparticle assembly into large mesocrystals with a well-defined morphology dominates at much lower nitrogen flow rates. Analysis of the time-resolved video microscopy data was used to quantify the mesocrystal growth and establish a particle diffusion-based, three-dimensional growth model. The dissipation obtained from the QCM-D signal reached its maximum value when the microscopy-observed lateral growth of the mesocrystals ceased, which we address to the fluid-like behavior of the mesocrystals and their weak binding to the substrate. Analysis of electron microscopy images and diffraction patterns showed that the formed arrays display significant nanoparticle ordering, regardless of the distinctive formation process.  We followed the two-stage formation mechanism of mesocrystals in levitating colloidal drops with real-time SAXS. Modelling of the SAXS data with the square-well potential together with calculations of van der Waals interactions suggests that the nanocubes initially form disordered clusters, which quickly transform into an ordered phase.

Le rôle des acides gras oméga-3 sur la balance énergétique, la régulation de l’appétit, l’état émotionnel et l’implication du récepteur GPR120

L’obésité est un facteur de risque lié à des problèmes physiques, émotionnels et comportementaux. Aujourd’hui, l’alimentation est composée d’un régime typiquement occidental «Western diet» qui est riche en acides gras saturés (AGS) et pauvre en acides gras polyinsaturés (AGPI) tel que les oméga-3 (N-3) et occasionnant un déséquilibre du ratio alimentaire N-6/N-3. Ce déséquilibre est une des causes de la prévalence des maladies mentales y compris celles des troubles de l'humeur et de l’anxiété. L’acide docosahexaénoïque (ADH, 22: 6 n-3) est l’acide gras (AG) le plus abondant dans le cerveau et son accumulation est particulièrement élevée pendant la période périnatale. Il joue un rôle important dans le développement neuronal et d'autres fonctions du cerveau tel l'apprentissage et la mémoire. Des perturbations de l’environnement périnatal peuvent influencer à très long terme l’avenir de la descendance en la rendant plus susceptible de développer des problèmes d’obésité dans un contexte nutritionnel riche. On ignore cependant si le déficit alimentaire chez la mère et particulièrement en ADH aura un impact sur la motivation alimentaire de la progéniture. L’objectif principal de cette thèse est d’étudier le rôle potentiel des N-3 sur la balance énergétique, la motivation alimentaire, la dépression et le niveau d’anxiété des descendants de souris mâles adultes assujetties à une alimentation riche en gras. Nos données ont démontré qu‘un régime maternel déficitaire en ADH durant la période périnatale incitait la descendance à fournir plus d’effort afin d’obtenir un aliment palatable. Ceci entraînerait un dérèglement de l’homéostasie énergétique en augmentant le gain de poids et en diminuant l’activité locomotrice tout en exacerbant le comportement de type anxieux dès que les souris sont exposées à un milieu obésogène. Les acides gras libres (AGL) sont des nutriments essentiels fonctionnant comme des molécules de signalisation dans le cerveau en ayant des récepteurs qui jouent un rôle important dans le contrôle du métabolisme énergétique. Parmi eux, on distingue un récepteur couplé à la protéine G (GPCR), le GPR120. Ce récepteur activé par les AGPI ω-3 intervient dans les mécanismes anti-inflammatoires et insulino-résistants via les N-3. Une mutation dans le gène GPR120 occasionnée par une réduction de l’activité de signalisation du gène est liée à l’obésité humaine. L'objectif premier de cette deuxième étude était d’évaluer l'impact de la stimulation pharmacologique de GPR120 dans le système nerveux central (SNC) sur l'alimentation, les dépenses d'énergie, le comportement de type anxieux et la récompense alimentaire. Nos résultats démontrent qu’une injection centrale aiguë d'agoniste GPR120 III réduit la prise alimentaire ad libitum et la motivation alimentaire pour un aliment riche en gras et en sucre; ainsi que les comportements de type anxieux. L’injection centrale chronique (21 jours) de ce même agoniste GPR120 III transmis par une pompe osmotique a démontré que les souris placées sous diète hypercalorique (HFD n’ont présenté aucune modification lors de la prise alimentaire ni de gain de poids mais qu’il y avait comparativement au groupe de véhicule, une réduction du comportement de type anxieux, que ce soit dans le labyrinthe en croix surélevé (LCS) ou dans le test à champ ouvert (OFT). L’ADH est reconnu pour ses propriétés anorexigènes au niveau central. De plus, la stimulation des récepteurs de GPR120 au niveau du cerveau avec un agoniste synthétique peut produire un effet intense intervenir sur le comportement lié à l'alimentation des rongeurs. Trouver une approche visant à contrôler à la fois la neuroinflammation, la récompense alimentaire et les troubles émotionnels aiderait assurément au traitement de l'obésité et du diabète de type 2.

Le rôle des acides gras oméga-3 sur la balance énergétique, la régulation de l’appétit, l’état émotionnel et l’implication du récepteur GPR120

L’obésité est un facteur de risque lié à des problèmes physiques, émotionnels et comportementaux. Aujourd’hui, l’alimentation est composée d’un régime typiquement occidental «Western diet» qui est riche en acides gras saturés (AGS) et pauvre en acides gras polyinsaturés (AGPI) tel que les oméga-3 (N-3) et occasionnant un déséquilibre du ratio alimentaire N-6/N-3. Ce déséquilibre est une des causes de la prévalence des maladies mentales y compris celles des troubles de l'humeur et de l’anxiété. L’acide docosahexaénoïque (ADH, 22: 6 n-3) est l’acide gras (AG) le plus abondant dans le cerveau et son accumulation est particulièrement élevée pendant la période périnatale. Il joue un rôle important dans le développement neuronal et d'autres fonctions du cerveau tel l'apprentissage et la mémoire. Des perturbations de l’environnement périnatal peuvent influencer à très long terme l’avenir de la descendance en la rendant plus susceptible de développer des problèmes d’obésité dans un contexte nutritionnel riche. On ignore cependant si le déficit alimentaire chez la mère et particulièrement en ADH aura un impact sur la motivation alimentaire de la progéniture. L’objectif principal de cette thèse est d’étudier le rôle potentiel des N-3 sur la balance énergétique, la motivation alimentaire, la dépression et le niveau d’anxiété des descendants de souris mâles adultes assujetties à une alimentation riche en gras. Nos données ont démontré qu‘un régime maternel déficitaire en ADH durant la période périnatale incitait la descendance à fournir plus d’effort afin d’obtenir un aliment palatable. Ceci entraînerait un dérèglement de l’homéostasie énergétique en augmentant le gain de poids et en diminuant l’activité locomotrice tout en exacerbant le comportement de type anxieux dès que les souris sont exposées à un milieu obésogène. Les acides gras libres (AGL) sont des nutriments essentiels fonctionnant comme des molécules de signalisation dans le cerveau en ayant des récepteurs qui jouent un rôle important dans le contrôle du métabolisme énergétique. Parmi eux, on distingue un récepteur couplé à la protéine G (GPCR), le GPR120. Ce récepteur activé par les AGPI ω-3 intervient dans les mécanismes anti-inflammatoires et insulino-résistants via les N-3. Une mutation dans le gène GPR120 occasionnée par une réduction de l’activité de signalisation du gène est liée à l’obésité humaine. L'objectif premier de cette deuxième étude était d’évaluer l'impact de la stimulation pharmacologique de GPR120 dans le système nerveux central (SNC) sur l'alimentation, les dépenses d'énergie, le comportement de type anxieux et la récompense alimentaire. Nos résultats démontrent qu’une injection centrale aiguë d'agoniste GPR120 III réduit la prise alimentaire ad libitum et la motivation alimentaire pour un aliment riche en gras et en sucre; ainsi que les comportements de type anxieux. L’injection centrale chronique (21 jours) de ce même agoniste GPR120 III transmis par une pompe osmotique a démontré que les souris placées sous diète hypercalorique (HFD n’ont présenté aucune modification lors de la prise alimentaire ni de gain de poids mais qu’il y avait comparativement au groupe de véhicule, une réduction du comportement de type anxieux, que ce soit dans le labyrinthe en croix surélevé (LCS) ou dans le test à champ ouvert (OFT). L’ADH est reconnu pour ses propriétés anorexigènes au niveau central. De plus, la stimulation des récepteurs de GPR120 au niveau du cerveau avec un agoniste synthétique peut produire un effet intense intervenir sur le comportement lié à l'alimentation des rongeurs. Trouver une approche visant à contrôler à la fois la neuroinflammation, la récompense alimentaire et les troubles émotionnels aiderait assurément au traitement de l'obésité et du diabète de type 2.

Neural Modulation of Leg Stiffness in Response to Neuromuscular Fatigue

The spring-mass model is able to accurately represent hopping spring-like behavior (leg and joint stiffness), and leg and joint stiffness changes can reveal overall motor control responses to neural and muscular contributors of neuromuscular fatigue. By understanding leg stiffness modulation, we can determine which variables the nervous system targets to maintain motor performance and stability. The purpose of this study was to determine how neuromuscular fatigue affects hopping behavior by examining leg and joint stiffness before and after a single-leg calf raise fatiguing protocol. Post-fatigue, leg stiffness decreased for the exercised leg, but not for the non-exercised leg. Ankle and knee joint stiffness did not significantly change for either leg. This indicates that leg stiffness decreases primarily from muscular fatigue, but was not explained by ankle and knee joint stiffness. The decrease in leg stiffness may be an attempt to soften landing impact, while at the same time maintaining performance.