Influência do tratamento crônico com cafeína em modelos animais de esquizofrenia : parâmetros cognitivos e comportamentais

A esquizofrenia envolve um conjunto de sintomas de sensopercepção, cognição e afeto que compromete significativamente a vida do sujeito. O mais aceito modelo para se entender essa doença é o modelo de hiperatividade dopaminérgica, pois drogas como anfetamina e cocaína, que aumentam a atividade dopaminérgica, mimetizam alguns sintomas dessa patologia, e os fármacos usados para o tratamento são os que bloqueiam os receptores de dopamina. Além da dopamina, o sistema glutamatérgico também tem sido relacionado à esquizofrenia, pelo fato de antagonistas de receptores glutamatérgicos do tipo NMDA, tais como PCP, MK-801 e cetamina, provocarem alguns sintomas dessa doença, como desorganização cognitiva e delírios em pessoas saudáveis. adenosina, por sua vez, desempenha um papel neuromodulatório tanto da atividade dopaminérgica quanto da atividade glutamatérgica, inibindo o tônus de ambos neurotransmissores por diferentes vias. Assim, sugerimos que antagonistas de receptores adenosinérgicos, como a cafeína, também seriam um modelo farmacológico para a doença. Com base nisso, demonstramos previamente que camundongos tratados cronicamente com cafeína desenvolvem tolerância cruzada ao efeito do antagonista NMDA MK-801 em provocar hiperlocomoção, mas não em seu déficit cognitivo na esquiva inibitória. Buscando ampliar e melhor caracterizar essa interação, os seguintes parâmetros foram avaliados em camundongos: atividade locomotora realizando-se as curvas de dose e de tempo; memória de trabalho, avaliada na tarefa de alternação tardia; memória de longa duração, avaliada na tarefa de esquiva inibitória e a avaliação de ataxia. Os resultados nos mostraram que camundongos subcronicamente tratados com cafeína na bebida (1 mg/mL, por 1, 3, ou 7 dias) apresentaram habituação semelhante entre os grupos e que MK-801 (0,25 mg/kg, i.p.) produziu hiperlocomoção nos animais tratados com água e 1 dia de cafeína, com efeito diminuído depois de 3 dias e praticamente abolido depois de 7 dias. Depois de 7 dias, o efeito também foi dose-dependente, sem tolerância cruzada na dose de 0,1 mg/mL, intermediária na dose de 0,3 mg/mL e total a 1,0 mg/mL. Os escores de ataxia induzidos por 0,5 mg/kg de MK-801 não foram afetados pelo tratamento com cafeína por 7 dias a 1 mg/mL, mas uma hiperlocomoção transitória foi observada. O tratamento com cafeína por 7 dias a 1 mg/mL preveniu os déficits induzidos por 0,01 mg/kg de MK-801 na tarefa de esquiva inibitória e os atenuou, a 0,4 mg/kg de MK-801, na tarefa de alternação tardia, no labirinto em T. Conclui-se, então, que a hiperlocomoção e os déficits cognitivos – mas não a ataxia – induzidos por MK-801 podem estar influenciados pela atividade reduzida da adenosina. Assim, os estudos sobre a ação da adenosina podem se fazer relevantes para a melhor compreensão da neurobiologia da esquizofrenia. Estes resultados são concordantes com o novo modelo proposto, que é o de hipofunção adenosinérgica na esquizofrenia.

Hipótese de disfunção adenosinérgica em esquizofrenia e sua avaliação : ensaio clínico de tratamento adjuvante com alopurinol em pacientes esquizofrênicos refratários

A esquizofrenia é uma síndrome neuropsiquiátrica, altamente incapacitante, que acomete em torno de 1% da população, constituindo-se um grave problema de saúde pública. Apesar dos avanços neurocientíficos das últimas décadas, sua neurobiologia e tratamento permanecem um desafio. As evidências sugerem que a esquizofrenia seja uma doença do neurodesenvolvimento que envolve os sistemas dopaminérgico, serotoninérgico e glutamatérgico. O sistema purinérgico é um importante sistema neuromodulador e neuroprotetor do SNC. A adenosina é um efetor desse sistema que tem papel neuromodulador inibitório dos sistemas dopaminérgico, serotoninérgico e glutamatérgico. Em 2000 Lara e Souza propuseram um modelo patofisiopatológico que postula que na esquizofrenia haveria uma hipofunção adenosinérgica, buscando integrar diversas hipóteses. A presente tese é composta de dois capítulos apresentados sob forma de artigos científicos. O primeiro, intitulado: “Involvement of adenosine in the neurobiology of schizophrenia and its therapeutic implications”, apresenta uma revisão da hipótese purinérgica da esquizofrenia à luz dos estudos publicados nos últimos anos na literatura. Propõe que na esquizofrenia haveria uma disfunção adenosinérgica. A adenosina seria a mediadora do dano cerebral precoce, levando a uma redução de receptores A1 e perda de tônus inibitório adenosinérgico sobre outros sistemas neurotransmissores como glutamato. E sugere como modelo farmacológico os antagonistas adenosinérgicos cafeína e teofilina, já com resultados de estudos em animais e de P50 em humanos. O segundo capítulo, intitulado: “Clinical trial of allopurinol adjuvant therapy for moderately refractory schizophrenia”, apresenta o ensaio clínico randomizado, duplo-cego, cruzado de terapia adjuvante com alopurinol em pacientes esquizofrênicos com resposta pobre aos tratamentos convencionais. Nesse estudo, em uma amostra de 23 pacientes, 9 apresentaram melhora de 20% ou mais nos escores da PANSS total (resposta). A resposta foi mais proeminente para os escores da PANSS para sintomas positivos (11respondedores/23), em pacientes mais jovens e com menor tempo de doença. Com esses resultados demonstramos o efeito terapêutico do alopurinol para o tratamento da esquizofrenia refratária, especialmente dos sintomas positivos. O tratamento com alopurinol foi bem tolerado e seu baixo custo favorece seu uso no sistema de saúde pública. Além disso, seu efeito terapêutico reforça o papel da adenosina e do sistema purinérgico na esquizofrenia, estimulando novos estudos.

Sistema purinérgico em plaquetas de ratos adultos e interações com o sistema renina-angiotensina

As plaquetas sangüíneas são fragmentos citoplasmáticos, oriundos da ruptura dos megacariócitos, cuja principal função está relacionada à manutenção da integridade vascular. Os nucleotídeos extracelulares, ATP e ADP, bem como a adenosina, têm sido implicados em um grande número de funções fisiológicas: o ADP é o principal fator recrutador de plaquetas, enquanto que o ATP é um inibidor competitivo da agregação induzida por ADP. A adenosina é uma molécula capaz de induzir vasodilatação e inibir a agregação plaquetária. Desta maneira, a manutenção da sinalização purinérgica normal tem se mostrado importante para o tratamento de doenças cardiovasculares. Os nucleosídeos di e trifosfatos circulantes podem ser hidrolisados por membros de várias famílias de ectonucleotidases de membrana e solúveis, incluindo as ecto-nucleosídeo trifosfato difosfoidrolases (E-NTPDases) e ecto-nucleotídeo pirofosfatase/fosfodiesterases (E-NPPs), que em conjunto com a ecto-5’-nucleotidase, levam à formação de adenosina. Na superfície das plaquetas, ambas enzimas, E-NTPDase e ecto-5’-nucleotidase, estão descritas. O sistema renina-angiotensina é o principal regulador da função renal e cardiovascular, desenvolvendo um papel fundamental na homeostasia da pressão arterial e do balanço eletrolítico. A angiotensina II (ANGII) induz fisiologicamente a ativação das plaquetas, possivelmente devido às suas propriedades vasoconstritoras. Os objetivos deste trabalho foram, portanto: 1) caracterizar cineticamente a enzima E-NPP em plaquetas de ratos, utilizando o substrato marcador p-Nph-5’TMP e 2) esclarecer, mesmo que em parte, os possíveis efeitos da ANGII sobre a hidrólise extracelular de nucleotídeos por plaquetas de ratos. No primeiro capítulo deste trabalho, descrevemos uma atividade enzimática em plaquetas de ratos que compartilha as principais características bioquímicas já descritas para as E-NPPs: pH ótimo alcalino; valores de KM e Vmax calculados de aproximadamente 106.22 ± 17.83 μM e 3.44 ± 0.18 nmol p-nitrophenol/min/mg, respectivamente; e dependência de cátions divalentes. Além disso, o AMP inibiu somente a hidrólise do p-Nph-5’TMP. Por outro lado, a azida de sódio, em altas concentrações, a angiotensina II e o cloreto de gadolínio alteraram apenas as hidrólises de ATP ou ADP ou de ambos. No segundo capítulo, mostramos que a ANGII foi capaz de aumentar as hidrólises de ATP, ADP e AMP em plaquetas em todas as doses testadas (5, 50, 500 e 5000 picomóis). Entretanto, nenhuma alteração foi observada com relação à hidrólise do p-Nph-5'TMP. Em adição, observamos um aumento na hidrólise de AMP e uma diminuição na hidrólise de p-Nph-5'TMP em plaquetas de ratos espontaneamente hipertensos (SHR) quando comparados a ratos Wistar normotensos. De maneira geral, esta dissertação traz a caracterização bioquímica da enzima E-NPP na superfície de plaquetas intactas de ratos como sendo parte de um complexo sistema para a hidrólise de nucleotídeos nestes fragmentos citoplasmáticos, podendo, assim, contribuir para o desenvolvimento de terapias antiplaquetárias e para o tratamento de doenças vasculares. Adicionalmente, apresentamos alguns resultados demonstrando interações entre os sistemas angiotensinérgico e adenosinérgico de plaquetas de ratos, o que poderá contribuir para o entendimento e o tratamento de doenças cardiovasculares como hipertensão e arteriosclerose.

Inosina extracelular como intermediária na silnalização do TNF-alfa em células de sertóli em cultura

As purinas extracelulares ATP e adenosina têm sido extensivamente estudadas em diferentes modelos e tipos celulares na modulação de várias respostas fisiológicas e patológicas. No entanto, a inosina extracelular, produto da degradação da adenosina pela Adenosina Deaminase (ADA), foi considerada por muito tempo um simples metabólito inativo. Recentemente, diversos trabalho têm demonstrado que este nucleosídeo possui importante papel na regulação de inúmeros processos. As células de Sertóli são as células somáticas dos túbulos seminíferos, e possuem fundamental importância na espermatogênese. Estas células, expressam diferentes purinoreceptores, estando estes envolvidos na regulação de diversas funções destas células relacionadas ao controle do desenvolvimento das células germinativas. No testículo, o TNF-α é produzido pelas espermátides redondas e pelos macrófagos ativados presentes no espaço intersticial. As células de Sertóli expressam os dois receptores descritos para TNF-α, TNF-RI (p55) e TNF-RII (p75), e diversos trabalhos tem descrito a modulação de diferentes funções destas células por esta citocina, incluindo a modulação da produção de NO e da fosforilação das MAPKs. Recentemente, foi descrita a modulação purinérgica da sinalização por TNF-α, bem como, a atividade ATPásica do receptor TNF-R1. Assim, nesta dissertação, foi estudado o efeito do TNF-α nos níveis das purinas extracelulares, além da possível participação purinérgica na sinalização desta citocina, em células de Sertóli em cultura. O tratamento destas células com TNF-α leva a um rápido aumento (5minutos) da concentração extracelular da inosina, que se prolonga até seis horas de incubação, sem alterar a concentração dos demais nucleotídeos e seus metabólitos. A inosina modula a produção de NO e a fosforilação das MAPKs ERK½ e p38 em células de Sertóli em cultura, aparentemente, através de diferentes mecanismos, sendo o primeiro efeito independente do receptor para adenosina A1 e o segundo efeito dependente da ativação deste receptor. Além disso, a inosina extracelular está envolvida na modulação da produção de NO e da fosforilação da MAPK ERK½ em células de Sertóli em cultura pelo TNF-α. A inibição do acúmulo de inosina estimulado pelo TNF-α através da incubação com um inibidor da adenosina deaminase cancela o aumento da produção de NO estimulada por esta citocina. Além disso, o bloqueio do receptor para adenosina A1 por antagonistas específicos impede o aumento na fosforilação da ERK½ estimulada por esta citocina. Assim, nesta dissertação, é descrito um papel intermediário da inosina extracelular na sinalização do TNF-α em células de Sertóli em cultura.

Preliminary study on age- and sex-dependent alterations in the composition of skeletal muscle fibers of Brasileiro de Hipismo horses

The aim of this work was to characterize the distribution of myofibers in the gluteus medius muscle of inactive horses of the Brasileiro de Hipismo (BH) breed at different ages by means of histochemical analyses, according to sex and depth of the biopsy. A total of 78 inactive horses (9 castrated males, 35 stallions, and 34 females) of the BH breed, aged 1 to 4 years, were used. A percutaneous muscle biopsy was obtained with a 6.0-mm Bergstrom-type needle, which allowed the removal of muscle fragments at depths of 20 and 60 mm. Myofiber types were determined based on myofibrillar adenosine triphosphatase (mATPase) and nicotinamide dinucleotide tetrazolium reductase (NADH-TR) techniques. Morphometry of the fibers was determined based on cross-sectional area (CSA), mean frequency (F), and relative cross-sectional area (RCSA). The current study demonstrated that BH horses 3 and 4 years of age show a greater percentage of, and area occupied by, type IIA fibers and lower percentage of type IIX fibers in the gluteus medius muscle compared with horses 1 and 2 years of age. No difference was found between sexes in the frequency of and area occupied by the different fiber types at any of the depths and ages studied. In this study, females showed a greater CSA for all fibers in comparison with males, at 1 year of age. The results of the current study indicate that the gluteus medius muscle of inactive BH horses shows modifications in its structural and biochemical composition during the growth of the animals, leading to a better oxidative capacity.

Light exercise causes adaptive changes in muscles of young Brasileiro de Hipismo horses

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Efeitos da laserterapia de baixa potência sobre a fadiga do músculo quadríceps de indivíduos jovens

The objective of this study was to evaluate the effect of low laser power on the performance of anaerobic endurance of the quadriceps muscle in young subjects. Low-level laser therapy (LLLT) appears to decrease some indices of muscle fatigue. Most of these effects may be due to the influence of the laser on the muscles predominantly aerobic. Animal studies and clinical trials have already shown that the laser can improve the efficiency of mitochondrial metabolism for the resynthesis of adenosine triphosphate and thus slow down - or minimize, the deleterious effects of muscle fatigue. This research was characterized as an experimental study of the controlled clinical trial, randomized, blinded, attended by 93 volunteers, military, with ages between 18 and 19 years. The subjects were randomly allocated into three groups: Control (G1), Placebo (G2) and Laser (G3). All volunteers underwent an anthropometric assessment and a protocol Fatigue. This protocol was applied to an initial assessment (AV-1) for the collection of baseline data, and a final evaluation (AV-2). As the study variables, we used the blood lactate concentrations and indices of muscle power, as average power and peak velocity. The fatigue protocol consisted of a test of speed with twenty repetitions, performed on an exercise machine leg press 45º . In conclusion, it was found that, in this study, LLLT caused a significant increase in the Average of the Averages Powers, phase eccentric exercise in leg press 45º performed by young individuals

Coenzyme Q(10) and its effects in the treatment of neurodegenerative diseases

According to clinical and pre-clinical studies, oxidative stress and its consequences may be the cause or, at least, a contributing factor, to a large number of neurodegenerative diseases. These diseases include common and debilitating disorders, characterized by progressive and irreversible loss of neurons in specific regions of the brain. The most common neurodegenerative diseases are Parkinson's disease, Huntington's disease, Alzheimer's disease and amyotrophic lateral sclerosis. Coenzyme Q(10) (CoQ(10)) has been extensively studied since its discovery in 1957. It is a component of the electron transportation chain and participates in aerobic cellular respiration, generating energy in the form of adenosine triphosphate (ATP). The property of CoQ(10) to act as an antioxidant or a pro-oxidant, suggests that it also plays an important role in the modulation of redox cellular status under physiological and pathological conditions, also performing a role in the ageing process. In several animal models of neurodegenerative diseases, CoQ(10) has shown beneficial effects in reducing disease progression. However, further studies are needed to assess the outcome and effectiveness of CoQ(10) before exposing patients to unnecessary health risks at significant costs.

PTEN Directly Activates the Actin Depolymerization Factor Cofilin-1 During PGE(2)-Mediated Inhibition of Phagocytosis of Fungi

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Efeitos da cafeína sobre a memória de saguis (Callithrix jacchus)

Caffeine is considered the most consumed psychostimulant in the world, presenting several central and peripheral effects. In the Central Nervous System the major effect occur by its antagonistic activity at the A1 and A2a subtypes of the adenosine receptors. These receptors are responsible for the slow-wave sleep induction, and their binding, caused by the consumption of foods and beverages that contain caffeine, cause behaviors like increase of alertness, mood and locomotion. The effects of caffeine on memory are still discussed because of the diversity of experimental protocols. Also, it does not have the same effects on all stages of the processing of memory - acquisition, consolidation and recall. Thus, using the marmoset (Callitrhix jacchus) as subject, we aim to evaluate the effects of caffeine on the memory of this primate through the conditioned place preference paradigm, where the animal selects a context by presence of food. This cognitive task consists of five phases. The first phase was two sessions of pre-exposure, in which they were evaluated for preference for any compartment of the apparatus. Then, we proceeded the training, conditioning the animals to the food-present context for 8 days. Then, there was administration of caffeine or placebo (10mg/kg) for 8 consecutive days, during the pre-sleep phase, where the 20 animals were distributed in two groups: placebo and repeated. The forth phase was one day of retraining, a re-exposure of the apparatus to the marmosets followed by the administration of caffeine (for the repeated group and a new group called abstinence) or placebo (for placebo and abstinence groups). Finally, was the test where we evaluated if the subjects learned where the food was present. Moreover, in this work we evaluate the existence of differences between females and males on the task, and the locomotor activity for the experimental groups. The results showed that in the pre-exposure phase the animals were habituated on the apparatus and did not present differences for any contexts. In training, they were able to learn the conditioning task, independent of gender. For the retraining, the two groups exhibited more interactions in rewarded context than that in non-rewarded context. Nevertheless, in the locomotor activity, the repeated group moved similarly in contact with the apparatus and outside of it. In the other hand, the animals of the placebo group moved more when in contact with the apparatus. In the test phase, the marmosets under influence of caffeine presented an increase in the locomotor activity when compared with the placebo group, corroborating works that show this increase in locomotion. In the learning evaluation, the continuous and abstinence groups had a bad performance in the task in relation to the placebo and acute groups. This suggests that the prolonged administration of caffeine disrupts the memories because it affected sleep, which is largely responsible offline processing of memories

Uso de medicações por via subaracnóidea no tratamento da dor crônica

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: A dor crônica é um desafio para a Medicina atual. Novos métodos e medicamentos têm sido propostos com o intuito de controlar os sintomas álgicos. A via de administração subaracnóidea tem se mostrado como uma alternativa viável e segura, embora necessite continuamente ser objeto de estudo de muitos pesquisadores. O objetivo deste trabalho é fazer uma revisão dos medicamentos disponíveis no arsenal terapêutico já consagrados pelo uso e os que se mostram promissores na atualidade para a prática clínica diária. CONTEÚDO: Nesta revisão são avaliados vários fármacos que apresentam ação analgésica quando utilizada via neuroeixo. Opióides, anestésicos locais, agonistas alfa2-adrenérgicos, antagonistas dos aminoácidos excitatórios e inibitórios, acetilcolina, inibidores da acetilcolinesterase, bloqueadores dos canais de cálcio, adenosina, serotonina, antidepressivos tricíclicos e inibidores da síntese de prostaglandinas são analisados no que concerne aos seus efeitos farmacológicos, incluindo os indesejáveis. CONCLUSÕES: Muitos avanços foram registrados no controle dos sintomas álgicos após a utilização das substâncias citadas por via raquidiana, onde certamente algumas serão aproveitadas e enriquecerão o arsenal terapêutico e outras relegadas temporária ou definitivamente. Entretanto, ainda serão necessários muitos estudos clínicos e experimentais para que estes conhecimentos possam ser incorporados e utilizados com segurança pelos profissionais que lidam com o tratamento da dor crônica.

Platelet aggregation and TGF-beta(1) plasma levels in pregnant women with preeclampsia

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Aplicações clínicas da suplementação de L-carnitina

A carnitina, uma amina quaternária (3-hidroxi-4-N-trimetilamino-butirato), é sintetizada no organismo (fígado, rins e cérebro) a partir de dois aminoácidos essenciais: lisina e metionina, exigindo para sua síntese a presença de ferro, ácido ascórbico, niacina e vitamina B6. Tem função fundamental na geração de energia pela célula, pois age nas reações transferidoras de ácidos graxos livres do citosol para mitocôndrias, facilitando sua oxidação e geração de adenosina Trifosfato. A concentração orgânica de carnitina é resultado de processos metabólicos - como ingestão, biossíntese, transporte dentro e fora dos tecidos e excreção - que, quando alterados em função de diversas doenças, levam a um estado carencial de carnitina com prejuízos relacionados ao metabolismo de lipídeos. A suplementação de L-carnitina pode aumentar o fluxo sangüíneo aos músculos devido também ao seu efeito vasodilatador e antioxidante, reduzindo algumas complicações de doenças isquêmicas, como a doença arterial coronariana, e as conseqüências da neuropatia diabética. Por esse motivo, o objetivo do presente trabalho foi descrever possíveis benefícios da suplementação de carnitina nos indivíduos com necessidades especiais e susceptíveis a carências de carnitina, como os portadores de doenças renais, neuropatia diabética, síndrome da imunodefeciência adquirida e doenças cardiovasculares.

Genetic Responses to Nanostructured Calcium-phosphate-coated Implants

Nanostructured calcium phosphate (CaP) has been histologically and biomechanically proven to enhance osseointegration of implants; however, conventional techniques were not sufficiently sensitive to capture its biological effects fully. Here, we compared the conventional removal torque (RTQ) evaluation and gene expression in tissues around nanostructured CaP-coated implants, using real-time RT-PCR, with those of uncoated implants, in a rabbit model. At 2 wks, RTQ values were significantly higher, alkaline phosphatase (ALP) expression was significantly higher, and runt-related transcription factor 2 and tumor necrosis factor-alpha expressions were significantly lower in the coated than in the uncoated implants. This indicates that inflammatory responses were suppressed and osteoprogenitor activity increased around the CaP-coated surface. At 4 wks, although RTQ values did not significantly differ between the 2 groups, ALP and osteocalcin (OCN) were significantly up-regulated in the coated group, indicating progressive mineralization of the bone around the implant. Moreover, an osteoclast marker, adenosine triphosphatase, which indicates acidification of the resorption lacunae, was significantly higher for the coated implants, suggesting gradual resorption of the CaP coating. This study reveals detailed genetic responses to nanostructured CaP-coated implants and provides evidence that the effect of nanotopography is significant during the osseointegration cascade.

Purinergic mechanisms of lateral parabrachial nucleus facilitate sodium depletion-induced NaCl intake

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)