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.

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.

Análise comportamental de ratos Wistar machos em diferentes idades em um modelo de programação metabólica pela restrição protéica materna durante a lactação

A desnutrição neonatal em ratos resulta em alterações metabólicas e endócrinas nas proles a curto e a longo prazo. Sabe-se que algumas destas alterações, como o conteúdo aumentado de catecolaminas adrenais e a hipercorticosteronemia nos animais adultos estão associadas a alterações comportamentais. Não se sabe, no entanto, se as alterações comportamentais observadas estão presentes desde o insulto original, a desnutrição, ou se estas se desenvolvem ao longo do tempo. Neste sentido, avaliamos em ratos Wistar os efeitos da programação pela restrição protéica materna durante a lactação sobre os parâmetros comportamentais relacionados à ansiedade, à atividade locomotora e à memória/aprendizado em diferentes idades ao longo do desenvolvimento. Ao nascimento das suas proles as progenitoras foram separadas em: Grupo restrição protéica (RP) - que recebeu ração hipoprotéica (8% de proteína) do nascimento ao desmame [dia pós-natal (P) 21], e Grupo CONT (controle) - que recebeu ração normoprotéica neste período. Os seguintes testes comportamentais foram realizados com a prole (21 animais / grupo / idade) em P21, P45, P90 e P180: 1) labirinto em cruz elevado (LCE) - avalia comportamentos associados à ansiedade; 2) campo aberto (CA) - avalia atividade locomotora; 3) labirinto aquático radial de oito braços (LAROB) - avalia memória e aprendizado. Após os testes comportamentais, os animais foram sacrificados por decapitação, o sangue foi coletado para dosagem da corticosterona sérica e a glândula adrenal para quantificação das catecolaminas adrenais. No LCE, os animais RP apresentaram aumentos significativos nas variáveis associadas à ansiedade quando comparado ao grupo CONT somente em P21. No CA foi observada uma redução significativa no número de retângulos percorridos pelo grupo RP somente na idade de P90. No LAROB não identificamos diferenças significativas entre os grupos durante os quatro primeiros dias de teste, independente da idade. No quinto dia de testes (probe trial), o grupo RP mostrou uma diminuição na latência para encontrar a plataforma, em P21 e P180. Quanto à função adrenal, o grupo RP apresentou uma diminuição nos valores de corticosterona sérica em P90, e um aumento no conteúdo de catecolaminas adrenais quando comparado ao grupo CONT em P21 e P180. Nas demais idades analisadas não foram encontradas diferenças significativas entre os grupos. Nossos dados indicam que os animais do grupo RP apresentam: 1) redução do comportamento associado à ansiedade no final do período de lactação; 2) redução da atividade locomotora em adultos jovens; 3) melhora do desempenho de memória e aprendizado no final da lactação e na idade adulta (P180). Adicionalmente, os dados indicam que há uma associação entre alterações nos parâmetros comportamentais e da função adrenal. Podemos concluir que a restrição protéica durante o período de lactação em ratos afeta o comportamento apresentado ao longo da vida e que o padrão temporal dos efeitos varia em função do comportamento estudado.

Two-stage photo-biological production of hydrogen by marine green alga Platymonas subcordiformis

A marine green alga, Platymonas subcordiformis, was demonstrated to photobiologically evolve hydrogen (H-2) after the first stage of photosynthesis, when subjected to a two-phase incubation protocol in a second stage of H2 production: anaerobic incubation in the dark followed by the exposure to light illumination. The anaerobic incubation induced hydrogenase activity to catalyse H? evolution in the following phase of light illumination. H,) evolution strongly depended upon the duration of anaerobic incubation, deprivation of sulphur (S) from the medium and the medium pH. An optimal anaerobic incubation period of 32 h gave the maximum H2 evolution in the second phase in the absence of sulphur. Evolution of H,) was greatly enhanced by 13 times when S was deprived from the medium. This result suggests that S plays a critical role in the mediation of H-2 evolution from R subcordiformis. A 14-fold increase in H-2 production was obtained when the medium pH increased from 5 to 8; with a sharp decline at pH above eight. H-2 evolution was enhanced by 30-50% when supplementing the optimal concentrations of 25 mM acetate and 37.5 mM glucose. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

1、蜜蜂嗅觉学习记忆应用基础研究 2、吗啡和胆碱能拮抗剂联合给药对小鼠Y迷宫空间记忆提取及活动性的影响

一、蜜蜂嗅觉学习记忆应用基础研究特殊气味的探测在刑侦工作中意义重大，常用的警犬探测和仪器分析都有其局限之处。蜜蜂嗅觉灵敏，且学习记忆能力突出，具有为刑侦工作所用的潜力。基于此，我们希望通过训练蜜蜂将其对糖水奖励的伸喙反应与指定气味建立条件反射的原理，配合适当的训练方法，达到利用蜜蜂探测危险气味的目的。在实验中，我们首先比较了不同喂养方式的蜜蜂在气味学习中的差别。由于低浓度气味无法直接使蜜蜂建立条件化，我们采用了逐渐降低气味浓度的方法，成功训练蜜蜂对低浓度(3.6×10-7) 醋酸气味建立了条件反射。结果如下： 1)自然放养与人工孵化两种不同喂养方式的蜜蜂，各两组，分别学习醋酸CS+/薄荷CS-，或柠檬CS+/薄荷CS-的气味配对。以“获得(CS+)，巩固(CS-/CS+ CS+/CS- CS-/CS+)，检测，干净空气假阳性检测”的顺序操作。结果显示自然放养蜜蜂对醋酸气味没有偏好（第一次给醋酸气味伸喙率：6%），学习醋酸气味能力较低（24小时后检测正确率：66%， n=25），相对应，该类蜜蜂对柠檬气味显示出明显偏好(第一次给柠檬气味伸喙率：41%，P< 0.01)，而学习效果（检测正确率：50%，n=20）与醋酸组相近(P>0.05)。人工孵化的蜜蜂对醋酸气味学习能力较自然放养蜜蜂大大提高（检测正确率：96%, n=32， P<0.01），同时对柠檬的学习结果（检测正确率：80%, n=32）也明显提高(0.01

VTA-NAc内orexin A在吗啡和性奖赏相关行为中作用的研究

There are a lot of differences in the neural mechanisms underlying between drug reward and natural reward despite the common neual basis. Undoubtedly, revealing the common and the different mechanisms underlying drug reward and natural reward will promote the development of research on drug addiction. Among diversified natural rewards, sex is often compared to drug because sexual reward has more similarities to drug. The mesolimbic dopamine system (VTA-NAc pathway) is a common pathway activated by natural reinforcers and addictive drugs, mediating reward, emotion and motivation under physiological conditions. The neuroadaptations taking place in the central nervous system including the mesolimbic dopamine system after repeatedly drug taking leads to persistent drug craving, Orexin, a neuropeptide produced in the lateral hypothalamus, plays an important role in reward-associated, motivated behaviors. Orexin neurons have extensive projections to the mesolimbic dopamine system. In order to further investigate the roles of orexin A in drug reward, this study examined the regulatory roles of orexin A in the VTA and NAcSh on drug reinforcement (acqusition of morphine CPP) and drug-seeking behavior (expression of morphine CPP). Moreover, the roles of orexin A on drug reward were compared with sexual reward. The main results are as follows: 1. The expression of morphine CPP was inhibited by intracerebroventricularly (i.c.v.) administered OX1R antagonist SB334867; 2. The male unconditioned sexual motivation was not affected by i.c.v. administered SB334867. However, i.c.v. given orexin A inhibited unconditioned sexual motivation in sexually high-motivated rats but did not affect sexual motivation in low-motivated rats; 3. The acquisition and expression of morphine CPP was inhibited by SB334867 microinjected into the VTA. SB334867 or orexin A injected into the NAcSh did not influence the acquisition of morphine CPP, but orexin A increased the locomotor activity in rats treated with morphine (3mg/kg); 4. SB334867 microinjected into the VTA did not affect male copulatory behavior, neither affect the acqusition of copulatory CPP; 5. The expression of copulatory CPP was associated with increased Fos protein expression in hypothalamic orexin A neurons, and SB334867 microinjected into the VTA inhibited expression of copulatory CPP. These results suggest that, (1) endogenous orexin A is not involved in male unconditioned sexual motivation, but involved in drug craving; (2) orexin A in the VTA instead of in the NAc is involved in drug reinforcement; (3) orexin A in the VTA is critical for drug-seeking behavior, but it is still unclear for the role of orexin A in the NAcSh; (4) in contrast to drug reinforcement, orexin A in the VTA is not involved in reinforcing effect of sexual reward. Orexin A plays a role both in drug-seeking behavior and in sexual reward-seeking behavior, but the different orexin A neuron populations may be responsible for the roles of orexin A in two types of reward. In a word, the differential roles of orexin A in drug and sexual reward are found in the present study, which provides some evidence for further research on the mechanisms of drug addiction.

去甲肾上腺素参与吗啡神经适应性改变的中枢机制

That relapse still exists even after prolonged withdrawal is a difficult issue in the medical cure of drug addiction. Neuro-adaptation induced by prolonged exposure to addictive drugs is the neural mechanisms of both compulsive drug seeking and relapse.Neuro-adaptation caused by addictive drugs increases the individuals’ response to drugs and on the other hand, it reduces the response to natural reward in withdrawn individuals.There must be common neural mechanisms between the co-existing phenomena, and there must also be unique neural mechanisms in the drugs.To reveal the neuro-adaptation arising in the process from random, controllable drug-use to uncontrollable compulsive drug seeking is of great significance both theoretically and practically.Based on the above hypothesis, in order to reveal the function of alpha adrenergic receptor in compulsive drug-seeking motivation during the process of drug addiction, using sensitization of morphine-induced psychomotor activity as behavioral model, through the method of behavioral pharmacology, the neural mechanisms of alpha adrenergic receptor’s involvement in the process of addiction has been studied.The adjustment function caused by alpha receptors in medial prefrontal cortex and nucleus accumbens to morphine-induced psychomotor activity has been compared in the period of first use of drugs and in repetitive-use period. Furthermore, the effect on novelty seeking caused by alpha-receptors in relevant brain areas has also been compared. Major results are as follow: 1 After prolonged morphine exposure, rats’ response to morphine-induced psychomotor activity is strengthened and response to novel object induced reward weakened. 2 Injection of prazosin in medial prefrontal cortex will block morphine-induced psychomotor activity of naïve rats, however, it will not block that of morphine-withdrawn rats, but it will block the novelty seeking behavior of morphine-withdrawn rats. 3 Injection of clonidine in medial prefrontal cortex will block morphine-induced psychomotor effect of both naïve rats and morphine-withdrawn rats, and will block the novelty seeking behavior of morphine-withdrawn rats. 4 Injection of prazosin in nucleus accumbens will not affect the morphine-induced psychomotor effect of either naïve rats or morphine-withdrawn rats, nor will it affect the novelty seeking behavior of morphine-withdrawn rats. 5 Injection of clonidine in nucleus accumbens will block morphine-induced psychomotor effect of naïve rats, however, it will not block that of morphine-withdrawn rats, nor will it affect the novelty seeking behavior of morphine-withdrawn rats. These results show: 1 The weakening of the function of alpha1 receptors in medial prefrontal cortex and alpha2 receptors in nucleus accumbens caused by repetitive exposure to morphine is probably the cause of compulsive drug-seeking activity. 2 Blocking alpha1 receptors in medial prefrontal cortex accelerates the loss of interest in natural reward after morphine withdrawal. 3 Blocking alpha2 receptors in medial prefrontal cortex not only restrains drug-seeking motivation, but also blocks the individual’s seeking motivation for novelty stimulus, which suggests that, while selecting medicine for curing addiction, it should be considered to reduce the influence on natural reward as much as possible and to avoid major side-effect.

Use of the multispecies freshwater biomonitor to assess behavioral changes of Corophium volutator (Pallas, 1766) (Crustacea, Amphipoda) in response to toxicant exposure in sediment

Automated sediment toxicity testing and biomonitoring has grown rapidly. This study tested the suitability of the marine amphipod Corophium volutator (Pallas, 1766) for sediment biomonitoring using the Multispecies Freshwater Biomonitor (MFB). Two experiments were undertaken to (1) characterize individual behaviors of C. volutator using the MFB and (2) examine behavioral changes in response to sediment spiked with the pesticide Bioban. Four behaviors were visually identified (walking, swimming, grooming and falling) and characterized in the MFB as different patterns of locomotor activity (0-2 Hz range). Ventilation was not visually observed but was detected by the MFB (2-8 Hz). No clear diel activity patterns were detected. The MFB detected an overall increase in C. volutator locomotor activity after Bioban addition to the sediments (56, 100, 121 mg kg(-1)). C. volutator was more active (both locomotion and ventilation) in the water column than the spiked sediment. C. volutator appears a sensitive and appropriate species for behavioral sediment toxicity assessment and biomonitoring. (c) 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.

STAT3, p38 MAP Kinase and NF-{kappa}B Drive Unopposed Monocyte-dependent Fibroblast MMP-1 Secretion in Tuberculosis.

Tissue destruction characterizes infection with Mycobacterium tuberculosis (Mtb). Type I collagen provides the lung's tensile strength, is extremely resistant to degradation, but is cleaved by matrix metalloproteinase (MMP)-1. Fibroblasts potentially secrete quantitatively more MMP-1 than other lung cells. We investigated mechanisms regulating Mtb-induced collagenolytic activity in fibroblasts in vitro and in patients. Lung fibroblasts were stimulated with conditioned media from Mtb-infected monocytes (CoMTb). CoMTb induced sustained increased MMP-1 (74 versus 16 ng/ml) and decreased tissue inhibitor of metalloproteinase (TIMP)-1 (8.6 versus 22.3 ng/ml) protein secretion. CoMTb induced a 2.7-fold increase in MMP-1 promoter activation and a 2.5-fold reduction in TIMP-1 promoter activation at 24 hours (P = 0.01). Consistent with this, TIMP-1 did not co-localize with fibroblasts in patient granulomas. MMP-1 up-regulation and TIMP-1 down-regulation were p38 (but not extracellular signal–regulated kinase or c-Jun N-terminal kinase) mitogen-activated protein kinase–dependent. STAT3 phosphorylation was detected in fibroblasts in vitro and in tuberculous granulomas.STAT3 inhibition reduced fibroblast MMP-1 secretion by 60% (P = 0.046). Deletion of the MMP-1 promoter NF-B–binding site abrogated promoter induction in response to CoMTb. TNF-, IL-1ß, or Oncostatin M inhibition in CoMTb decreased MMP-1 secretion by 65, 63, and 25%, respectively. This cytokine cocktail activated the same signaling pathways in fibroblasts and induced MMP-1 secretion similar to that induced by CoMTb. This study demonstrates in a cellular model and in patients with tuberculosis that in addition to p38 and NF-B, STAT3 has a key role in driving fibroblast-dependent unopposed MMP-1 production that may be key in tissue destruction in patients.

Lacking cytokine production in ES cells and ES-cell-derived vascular cells stimulated by TNF-alpha is rescued by HDAC inhibitor trichostatin A

Inflammation and TNF-alpha signaling play a central role in most of the pathological conditions where cell transplantation could be applied. As shown by initial experiments, embryonic stem (ES) cells and ES-cell derived vascular cells express very low levels of TNF-alpha receptor I (TNFRp55) and thus do not induce cytokine expression in response to TNF-alpha stimulation. Transient transfection analysis of wild-type or deletion variants of the TNFRp55 gene promoter showed a strong activity for a 250-bp fragment in the upstream region of the gene. This activity was abolished by mutations targeting the Sp1/Sp3 or AP1 binding sites. Moreover, treatment with trichostatin A (TSA) led to a pronounced increase in TNFRp55 mRNA and promoter activity. Overexpression of Sp1 or c-fos further enhanced the TSA-induced luciferase activity, and this response was attenuated by Sp3 or c-jun coexpression. Additional experiments revealed that TSA did not affect the Sp1/Sp3 ratio but caused transcriptional activation of the c-fos gene. Thus, we provide the first evidence that ES and ES-cell-derived vascular cells lack cytokine expression in response to TNF-alpha stimulation due to low levels of c-fos and transcriptional activation of Sp1 that can be regulated by inhibition of histone deacetylase activity.