Sistemas dopaminérgicos e ação antipsicótica : abordagens experimentais e teóricas

Os objetivos da presente tese de doutorado foram os de buscar novos antipsicóticos atípicos de baixo preço comercial e também procurar entender o mecanismo de ação que leva a um perfil antipsicótico atípico. Os resultados da tese são divididos em duas partes, de acordo com sua natureza, em experimentais (primeira parte) e teóricos (segunda parte). Para o desenvolvimento da primeira parte, foi necessária primeiramente a programação de um software para medir locomoção em roedores após filmagem com webcam. A seguir, foram investigados os efeitos da guanosina, flunarizina e cinarizina em modelos animais de psicose, bem como em outros paradigmas comportamentais. A guanosina foi escolhida para estudo uma vez que tem se mostrado que ela interage com o sistema glutamatérgico – que sabidamente está envolvido na fisiopatologia da esquizofrenia – promovendo a captação astrocitária de glutamato. Já a flunarizina e a cinarizina, dois bloqueadores de canal de cálcio empregados para tratar enxaqueca e vertigem foram escolhidas pelo fato delas produzirem sinais e sintomas extrapiramidais em pacientes idosos, o que posteriormente foi relacionado às suas propriedades como antagonistas moderados dos receptores dopaminérgicos do tipo D2 A guanosina diminuiu o aumento de locomoção induzido por um antagonista NMDA (MK-801), enquanto que não apresentou efeito sobre o aumento de locomoção induzido por anfetamina, de forma que sua utilidade como potencial antipsicótico deve ser ainda melhor estudada. Tanto a flunarizina quanto a cinarizina foram capazes de diminuir o aumento de locomoção induzido por MK-801 e por anfetamina em doses que não causam efeitos catalépticos importantes. Portanto, foi concluído que estes dois compostos apresentam um potencial perfil de antipsicótico atípico, com as vantagens de já estarem disponíveis para uso comercial, boa tolerabilidade e baixo custo quando comparados com os antipsicóticos atípicos disponíveis comercial. A segunda parte da tese apresenta alguns resultados teóricos matemáticos que podem ser derivados da teoria da lei de ação das massas aplicada ao binding de receptores, utilizando também resultados experimentais já conhecidos de PET Estes resultados apresentam insights ao entendimento das diferenças entre os perfis antipsicóticos atípicos e típicos em relação à geração de sinais extrapiramidais. É discutido que fatores culturais e comerciais relacionados à posologia atual empregada no tratamento com antipsicóticos típicos podem ser os responsáveis pelas diferenças de perfis, uma vez que alguns deles são prescritos em doses proporcionalmente maiores em relação à sua afinidade, atingindo assim maiores níveis de bloqueio dopaminérgico no estriado. Uma curta meia-vida plasmática também é apontada como um possível parâmetro importante na geração de um perfil atípico. É mostrado ainda alguns erros de concepção relacionados ao curso temporal da ocupação dopaminérgica que tem sido atualmente cometidos na literatura científica, como o conceito de meia-vida de ocupação de receptores. Como um último resultado teórico, é proposto um algoritmo para a redução de dose em pacientes tratados com antipsicóticos apresentando sinais e sintomas extrapiramidais.

Estudo sobre a ação dos hormônios gonadais na densidade de espinhos dendríticos na amígdala medial póstero-dorsal de ratas

A amígdala medial (AMe) é um núcleo superficial do complexo amigdalóide e que ocupa seu aspecto rostromedial. A AMe modula uma série de comportamentos além de modular a memória e o aprendizado associado a estímulos olfativos e visuais. Em ratos é uma estrutura sexualmente dimórfica e está dividida em quatro subnúcleos: ântero-dorsal (AMeAD), ântero-ventral (AMeAV), póstero-dorsal (AMePD) e pósteroventral (AMePV). A AMe apresenta células com características morfológicas variadas e receptores para hormônios gonadais amplamente distribuídos entre todos os seus subnúcleos, mas principalmente na AMePD. O presente trabalho teve por objetivo estudar a ação dos esteróides sexuais na densidade de espinhos dendríticos na AMePD de ratas ovariectomizadas e se sua ação pode ser mediada pelos receptores do tipo NMDA. Para tanto, foram utilizadas ratas Wistar adultas (n = 6 por grupo experimental, descritos a seguir) que foram ovariectomizadas e injetadas com veículo oleoso (“O”; 0,1ml s.c.); benzoato de estradiol (“BE”; 10μg/0,1ml s.c.); benzoato de estradiol e progesterona (“BE+P”; 10μg/0,1ml e 500μg/0,1ml s.c.). Adicionalmente, foram estudadas fêmeas ovariectomizadas e que receberam benzoato de estradiol e salina (“BE+S”; 10μg/0,1ml s.c. e 0,2 ml i.p.) ou benzoato de estradiol e LY235959, antagonista específico dos receptores do tipo NMDA para o glutamato (“BE+LY235959”; 10μg/0,1ml s.c. e 3mg/Kg i.p.). Todas as injeções foram feitas ao longo de 4 dias. Cinco horas após a última injeção, os animais foram anestesiados e submetidos à técnica de Golgi do tipo “single-section”. Os encéfalos foram seccionados em vibrátomo e os cortes foram colocados, após fixação, em solução de bicromato de potássio e, a seguir, em nitrato de prata. Neurônios bem impregnados e indubitavelmente presentes na AMePD foram selecionados para estudo. Os espinhos presentes nos primeiros 40 μm dendríticos foram desenhados com auxílio de uma câmara clara acoplada a microscópio óptico em aumento de 1000X. Cada animal teve 8 ramos dendríticos selecionados, um por neurônio diferente, perfazendo 48 ramos ao total em cada grupo experimental. Os valores obtidos foram submetidos à análise de variância (ANOVA) de uma via e ao teste post hoc de Bonferroni (primeiros 3 grupos) ou ao teste “t” de Student não-pareado (últimos 2 grupos), ambos com α = 5%. Os resultados indicaram que as ratas que foram ovariectomizadas e tratadas com O, BE e BE+P apresentaram uma diferença estatisticamente significante entre si [F(2,143) = 104,24; p < 0,001]. Os grupos BE e BE+P (média ± epm = 1,91 ± 0,04 e 2,67 ± 0,05, respectivamente) apresentaram maior densidade de espinhos dendríticos na AMePD quando comparados ao grupo controle injetado com óleo (1,60 ± 0,05; p < 0,001). Adicionalmente, nos grupos BE+S e BE+LY235959, a densidade de espinhos dendríticos diminuiu no grupo que recebeu o antagonista dos receptores do tipo NMDA (2,02 ± 0,04) em relação ao que recebeu salina (2,15 ± 0,04; p = 0,04). O presente estudo sugere que a densidade de espinhos dendríticos na AMePD é afetada pelos hormônios gonadais femininos, sendo que a progesterona potencializa o efeito do estradiol. De forma muito interessante, a ação do estradiol parece ocorrer, pelo menos em parte, pela interação com receptores do tipo NMDA. Esses resultados podem contribuir para o entendimento da plasticidade morfológica e sináptica representada pela densidade de espinhos dendríticos na AMePD, a qual parece ser mediada pelos esteróides sexuais e em área do sistema nervoso relacionada com a modulação de comportamento reprodutivo feminino.

Parâmetros bioquímicos de alterações do citoesqueleto no modelo experimental da doença do Xarope do Bordo

A Doença do Xarope do Bordo (DXB) é um erro inato do metabolismo causado pela deficiência na atividade do complexo desidrogenase dos cetoácidos de cadeia ramificada, levando ao acúmulo de concentrações milimolares dos seguintes α-cetoácidos de cadeia ramificada (CACR): ácidos α-cetoisocapróico (CIC), α-ceto-β-metilvalérico (CMV), α-cetoisovalérico (CIV) e dos seus aminoácidos precursores, leucina, isoleucina e valina em tecidos de pacientes afetados. Essa doença é caracterizada por severos sintomas neurológicos que incluem edema e atrofia cerebral, entretanto, os mecanismos envolvidos na neuropatologia da DXB ainda não são bem estabelecidos. Neste trabalho utilizamos um modelo experimental de DXB com o objetivo de verificar os efeitos dos CACR que se acumulam nessa desordem neurodegenerativa sobre o citoesqueleto de células neurais de ratos. Nesse modelo fatias de córtex cerebral de ratos de diferentes idades, ou culturas de células neurais foram incubados com concentrações variando de 0,1 a 10 mM de cada metabólito. Inicialmente demonstramos que o CIC, CMV e CIV inibiram a captação de glutamato em fatias de córtex cerebral de ratos durante o desenvolvimento. O CIC inibiu a captação de glutamato em ratos de 9, 21 e 60 dias de idade, enquanto o CMV e o CIV inibiram a captação de glutamato em animais de 21 e 60 dias. Observamos que o CIC alterou a fosforilação de proteínas do citoesqueleto de um modo dependente do desenvolvimento através de receptores glutamatérgicos ionotrópicos em fatias de córtex cerebral de ratos. O metabólito causou diminuição da fosforilação dos filamentos intermediários (FI) em ratos de 9 dias de idade e aumento dessa fosforilação em animais de 21 dias de vida. Também demonstramos que em animais de 9 dias de idade o efeito do CIC foi mediado pelas proteínas fosfatases PP2A e principalmente pela PP2B, uma proteína fosfatase dependente de cálcio, enquanto que em animais de 21 dias de idade o efeito deste metabólito foi mediado pela proteína quinase dependente de AMP cíclico (PKA) e pela proteína quinase dependente de cálcio e calmodulina (PKCaMII). Além disso, verificamos que o CIC promoveu um aumento nos níveis intracelulares dos segundos mensageiros AMPc e Ca2+. O aumento do Ca2+ intracelular provocado pelo CIC foi demonstrado pelo uso de bloqueadores específicos de canais de cálcio dependentes de voltagem tipo L, por exemplo, nifedipina, canais de cálcio dependentes de ligantes, por exemplo, NMDA e de quelantes de cálcio intracelular, por exemplo, BAPTA-AM. Por outro lado, o CMV aumentou a fosforilação de FI somente em ratos de 12 dias de idade, sendo esse efeito mediado por receptores GABAérgicos do tipo A e B, desencadeando a ativação das proteínas quinases PKA e PKCaMII. É importante salientar que o CIV não alterou a atividade do sistema fosforilante em nenhuma das idades estudadas. Além dos efeitos causados pelos CACR que se acumulam na DXB sobre a atividade do sistema fosforilante associado aos FI em fatias de córtex cerebral de ratos, demonstramos que esses metabólitos foram capazes de alterar a fosforilação da proteína glial fibrilar ácida (GFAP) na linhagem de glioma C6. Essa alteração de fosforilação causou uma reorganização do citoesqueleto de GFAP e um aumento no imunoconteúdo da GFAP na fração citoesquelética. Também verificamos que o CIC, o CMV e o CIV, em concentrações encontradas em pacientes portadores de DXB, levaram a uma reorganização dos filamentos de GFAP e do citoesqueleto de actina de astrócitos em cultura, causando uma importante alteração na morfologia destas células. As alterações do citoesqueleto levaram a morte celular progressiva quando os astrócitos foram expostos por várias horas aos metabólitos. Demonstramos também que os efeitos dos CACR sobre a morfologia dos astrócitos foram desencadeados por mecanismos de membrana que diminuíram a atividade da Rho GTPase. Esse mecanismo foi evidenciado utilizando-se ácido lisofosfatídico (LPA), um ativador específico da RhoA, o qual preveniu os efeitos causados pelos CACR em culturas de astrócitos. É importante salientar que as alterações morfológicas e a morte celular induzida pelos CACR em culturas de astrócitos foram totalmente evitadas com a suplementação de creatina às culturas. Também verificamos que a atividade da creatina quinase foi inibida pelos metabólitos, indicando que a homeostase energética provavelmente estaria envolvida nos efeitos causados pelos CACR. XI Sabe-se que as alterações do citoesqueleto estão relacionadas com inúmeras doenças neurodegenerativas. Portanto, é provável que as alterações causadas pelos CACR nos mecanismos de membrana que regulam níveis de segundos mensageiros intracelulares e cascatas de sinalização celular, na perda do equilíbrio fisiológico do sistema fosforilante associado ao citoesqueleto e conseqüentemente na sua reorganização, possam ter importantes conseqüências para a função neural. Com base nos presentes resultados demonstramos que os CACR que se acumulam na DXB levam à desorganização do citoesqueleto em um modelo experimental podendo ser uma contribuição importante para o estudo da patogênese do sistema nervoso central característica dos pacientes portadores de DXB.

Intervenções no sistema adenosinérgico : avaliação de aspectos neuroquímicos, locomotores e nociceptivos

A adenosina está presente em todos os tipos celulares exercendo um papel homeostático. Em sistema nervoso central e periférico seu papel neuromodulador é observado. A presença de adenosina no meio extracelular permite a ativação de receptores adenosinérgicos específicos, classificados em: A1, A2A, A2B e A3. A ativação dos receptores A1 e A2A, receptores de alta afinidade, está diretamente envolvida com o papel neuromodulador, visto que a sua ativação produz inibição e facilitação da liberação de neurotransmissores, respectivamente. A seleção de qual receptor será ativado, visto que exibem co-expressão em muitas regiões neurais, pode ser feita de acordo com os sítios de liberação ou produção de adenosina extracelular. Desta forma, receptores A1 seriam preferencialmente ativados pela adenosina liberada através dos transportadores bidirecionais de nucleosídeos e os receptores A2A preferencialmente ativados pela adenosina proveniente da degradação do ATP realizada por uma cascata enzimática. A hidrólise de ATP a adenosina é realizada pelas enzimas ectonucleosídeo trifosfato difosfoidrolases e ecto-5’-nucleotidase. Em ratos, a ativação do sistema adenosinérgico exerce seus efeitos neuromoduladores desde fases iniciais de desenvolvimento embrionário, alcançando o padrão adulto mesmo antes do nascimento. A ativação de receptores de adenosina na fase fetal e neonatal foi demonstrada ter como conseqüência o retardo no desenvolvimento global dos animais, bem como, ventriculomegalia e perda de massa cerebral branca. Esta informação levanta a questão da suscetibilidade do cérebro imaturo a certas drogas, tais como a cafeína. A cafeína é uma metilxantina com efeitos estimulantes, a qual exibe como base para seus efeitos o bloqueio inespecífico dos receptores de adenosina. No presente estudo, avaliou-se o efeito da administração de cafeína em diversos parâmetros. A administração aguda de cafeína, mas não a crônica, em ratos adultos foi capaz de alterar significativamente as atividades de hidrólise de ATP no hipocampo e de ADP no estriado. Este resultado poderia estar relacionado com a capacidade plástica do sistema adenosinérgico em restabelecer seu tônus em ratos adultos tratados cronicamente com cafeína. Além disto, verificou-se que a ação direta da cafeína afetou a produção de adenosina. A administração crônica de cafeína na água de beber de ratas mães durante a fase gestacional e lactacional alterou o padrão de hiperlocomoção induzido por MK-801, um antagonista de receptores NMDA glutamatérgicos, nos ratos filhotes aos 21 dias de vida, mesmo quando o acesso a cafeína foi retirado sete dias antes do teste. Além disto, o mesmo tratamento não alterou o limiar de dor de filhotes aos 14 e 50 dias de vida, bem como a analgesia induzida nestes animais aos 50 dias. Entretanto, quando os animais ainda recebiam cafeína no dia do teste, foi observado efeito analgésico somente nos ratos de 14 dias. A análise dos efeitos do tratamento sobre a degradação de acetilcolina e sobre a degradação de nucleotídeos em hipocampo de ratos jovens demonstrou que ambas as atividades foram alteradas. O conjunto de resultados desta tese indica que a intervenção no sistema adenosinérgico durante as fases gestacional e neonatal é capaz de desenvolver adaptações, provavelmente relacionadas ao aumento da expressão de receptores para adenosina, na tentativa de restabelecer o controle modulador adenosinérgico, considerada a importância dos sistemas avaliados para a manutenção do organismo.

Efeito do ácido glutárico sobre parâmetros do sistema glutamatérgico em cérebro de ratos ao longo do desenvolvimento

A acidemia glutárica do tipo I (AG I) é um erro inato do metabolismo causado pela deficiência da glutaril-CoA desidrogenase (GCDH), uma enzima responsável pelo catabolismo da lisina, hidroxilisina e triptofano. A deficiência da atividade da GCDH leva ao acúmulo nos fluidos corporais e no cérebro predominantemente de ácido glutárico (AG) e em menor grau do ácido 3- hidroxiglutárico e do ácido glutacônico. Clinicamente, os pacientes apresentam macrocefalia ao nascimento e uma hipomielinização ou desmielinização progressiva do córtex cerebral. Crises de descompensação metabólica ocorrem usualmente entre 6 e 24 meses de vida, resultando numa destruição irreversível de regiões cerebrais suscetíveis, em particular o estriado, e subseqüentemente alterações severas dos movimentos, como distonia e discinesia. Apesar dos sintomas neurológicos severos e alterações neuropatológicas cerebrais importantes (atrofia cerebral), os mecanismos que levam ao dano cerebral na AG I são pouco conhecidos. No presente estudo, investigamos o efeito in vitro do AG sobre vários parâmetros do sistema glutamatérgico, tais como a união de glutamato a membranas plasmáticas sinápticas na presença e ausência de sódio, a captação de glutamato por fatias cerebrais e a liberação de glutamato induzida por potássio por preparações sinaptossomais de córtex cerebral e estriado ou cérebro médio de ratos ao longo do desenvolvimento. Primeiro, observamos que o AG diminui a união de glutamato Na+-independente a membranas sinápticas de córtex cerebral e cérebro médio de ratos de 7 e 15 dias de vida, evidenciando uma possível competição entre o glutamato e o AG por sítios de receptores glutamatérgicos. Visto que uma diminuição da união de glutamato Na+- independente pode representar uma interação do AG com receptores glutamatérgicos, investigamos se AG interage com receptores glutamatérgicos pela adição de antagonistas de receptores NMDA e não-NMDA. Verificamos que, em córtex cerebral de ratos de 15 dias de vida, o AG e o CNQX (antagonista de receptores não-NMDA) diminuem a união de glutamato em 20 e 40 %, respectivamente, e que a co-incubação desses compostos não provoca um efeito aditivo, sugerindo que a união do AG e do CNQX ao receptor não-NMDA ocorre provavelmente através do mesmo sítio. Resultados semelhantes foram encontrados em cérebro médio de ratos de 15 dias de vida. Por outro lado, o AG não alterou a união de glutamato na presença de sódio tanto em córtex cerebral como em cérebro médio e/ou estriado, sugerindo que o AG não compete pelos transportadores de glutamato. Também observamos que o AG diminui a captação de glutamato por fatias de córtex cerebral de ratos de 7 dias de vida, o que pode provavelmente resultar num excesso de glutamato na fenda sináptica levando à excitotoxicidade, o que pode ser relacionado com o dano cerebral característico dos pacientes com AG I. A inibição da captação de glutamato por fatias não foi prevenida pela pré-incubação com creatina e N-acetilcisteína, sugerindo que essa ação do AG provavelmente não se deva a um efeito indireto reduzindo o metabolismo energético ou aumentando a produção de radicais livres. Finalmente, verificamos que o AG não alterou a liberação de glutamato estimulada por potássio por sinaptossomas. Assim, concluímos que o AG pode alterar o sistema glutamatérgico durante o desenvolvimento cerebral, resultando em possíveis ações deletérias sobre o SNC que podem explicar ao menos em parte a neuropatogenia da AG I.

Electrophysiological effects of guanosine and MK-801 in a quinolinic acid-induced seizure model

TORRES, F ; FILHO, M.S. ; ANTUNES, C. ; KALININE, E. ; ANTONIOLLI, E. ; PORTELA, Luis Valmor ; SOUZA, Diogo Onofre ; TORT, A. B. L. . Electrophysiological effects of guanosine and MK-801 in a quinolinic acid-induced seizure model. Experimental Neurology , v. 221, p. 296-306, 2010

Ketamine alters oscillatory coupling in the hoppocampus

Recent studies show that higher order oscillatory interactions such as cross-frequency coupling are important for brain functions that are impaired in schizophrenia, including perception, attention and memory. Here we investigated the dynamics of oscillatory coupling in the hippocampus of awake rats upon NMDA receptor blockade by ketamine, a pharmacological model of schizophrenia. Ketamine (25, 50 and 75 mg/kg i.p.) increased gamma and high-frequency oscillations (HFO) in all depths of the CA1-dentate axis, while theta power changes depended on anatomical location and were independent of a transient increase of delta oscillations. Phase coherence of gamma and HFO increased across hippocampal layers. Phase-amplitude coupling between theta and fast oscillations was markedly altered in a dose-dependent manner: ketamine increased hippocampal theta-HFO coupling at all doses, while theta-gamma coupling increased at the lowest dose and was disrupted at the highest dose. Our results demonstrate that ketamine alters network interactions that underlie cognitively relevant theta-gamma coupling.

Avaliação de efeitos toxicológicos e comportamentais de ginseng panax em ratos

Panax ginseng CA Meyer (Araliaceae) is a herbaceous plant widely used in China, South Korea, Japan and other Asian countries for the treatment of various diseases micro circulatory, cerebrovascular, among others, representing one of the drugs used by older man. It has over 30 biologically active ginsenosides with different pharmacological and behavioral effects and inhibitory effect on the NMDA receptor. The amino acid glycine is a co-agonist of the NMDA receptor, activating this receptor. At the cellular level, ketamine is widely known to be NMDA receptor antagonist. The aim of this study was to evaluate the general activity in the open field, and anxiety in elevated plus maze, mice treated with P. ginseng compared with the action of ketamine and glycine, to better understand the action of this herbal medicine at the NMDA receptor. We used 66 adult male rats were divided into six groups: a positive control, treated for 30 days with water by gavage, who received glycine (500mg/kg; po) on days 7, 14, 21 and 28 of treatment, one hour before of behavioral assessment, a negative control was treated for 30 days with water by gavage received ketamine (5mg/kg, ip) on days 7, 14, 21 and 28 of treatment, one hour prior to behavioral evaluation, three experimental groups, receiving 100, 200 or 300 mg / kg P. ginseng by gavage for 30 days and one group treated solely with white water, and is also administered 1 ml of water by gavage one hour prior to behavioral evaluation. Animal behavior in these three groups was also examined on days 7, 14, 21 and 28 of treatment. On day 30 of treatment, the animals were anesthetized with thiopental (70mg/kg) for blood collection and after euthanasia, withdrawal of various organs. There were no changes in weight and body weight gain and weight reasons in organ / body weight. However the consumption of water and food values showed a significant increase. Serum levels of AST was increased in a dose-dependently in the animals treated with doses of P. ginseng, glycine and ketamine as compared to the blank group. Unlike creatinine levels proved to be decreased in all treated groups when compared with white. However, the level of urea in these groups was reduced and no changes were observed in the ALT parameter. Histopathological examination revealed no changes in cell morphology in different tissues. There were no behavioral changes in the elevated plus maze and few changes were observed in the open field, animals treated with P. ginseng, glycine and ketamine when compared to white. These data suggest that the doses of P. ginseng employed were unable to induce general toxicity in rats treated for 30 days and also shows that the general behavior of mice treated with P. ginseng was slightly different from that observed in animals treated with ketamine and glycine. Finally, the study on the elevated plus maze showed that the extract of P. ginseng showed no anxiolytic or anxiogenic action

The improvement of the anti-hyperalgesic effect of ketamine and of its isomers by the administration of ifenprodil

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Role of nitric oxide in the periaqueductal gray in defensive behavior in mice: influence of prior local N-methyl-D-aspartate receptor activation and aversive condition

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

Plasticidade induzida por treinamento locomotor na medula espinal intacta em ratos: correlatos morfológicos

The locomotion is one of the most important capabilities developed by the animals, whose improvement is dependent on several neural centers, including the spinal cord. This activity promotes a lot of spinal modifications that enable it to adapt and improve their connections. This study aimed to observe the morphological changes occurring in the spinal cord after locomotor training in intact rats. For that we used male Wistar rats, which were submitted to locomotor training in wheel activity in protocols 1, 3 and 7 days (30min/day), and the results were compared to a control group not subjected to exercise. Coronal sections of 40 μm of the lumbosacral spinal cord were subjected to immunohistochemical techniques anti-Egr1, anti-NMDA and anti-SP, to characterize the spinal plasticity related to these substances. Egr1-immunoreactive cells were increased in all laminas, essentially in those more intensely activated by locomotion, laminas IV-X levels L4-S3. All observed sections expressed NMDA-immunoreactivity. Analysis of SP in the spinal dorsal horn resulted no significant variations of this neuropeptide related to locomotion. The results suggest that locomotor training provides synaptic plasticity similar to LTP in all laminas of the lumbosacral spinal cord, in different intensities. However, the SP appears do not participate of this process in the spinal dorsal horn. This work will contribute for consolidating and characterization of synaptic plasticity in the spinal cord

Efeitos da administração aguda de quetamina sobre as oscilações eletrofisiológicas da região CA1 hipocampal

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Involvement of L-glutamate and ATP in the neurotransmission of the sympathoexcitatory component of the chemoreflex in the commissural nucleus tractus solitarii of awake rats and in the working heart-brainstem preparation

Peripheral chemoreflex activation with potassium cyanide (KCN) in awake rats or in the working heart-brainstem preparation (WHBP) produces: (a) a sympathoexcitatory/pressor response; (b) bradycardia; and (c) an increase in the frequency of breathing. Our main aim was to evaluate neurotransmitters involved in mediating the sympathoexcitatory component of the chemoreflex within the nucleus tractus solitarii (NTS). In previous studies in conscious rats, the reflex bradycardia, but not the pressor response, was reduced by antagonism of either ionotropic glutamate or purinergic P2 receptors within the NTS. In the present study we evaluated a possible dual role of both P2 and NMDA receptors in the NTS for processing the sympathoexcitatory component (pressor response) of the chemoreflex in awake rats as well as in the WHBP. Simultaneous blockade of ionotropic glutamate receptors and P2 receptors by sequential microinjections of kynurenic acid (KYN, 2 nmol (50 nl)(-1)) and pyridoxalphosphate-6-azophenyl-2',4'-disulphonate (PPADS, 0.25 nmol (50 nl)(-1)) into the commissural NTS in awake rats produced a significant reduction in both the pressor (+38 +/- 3 versus +8 +/- 3 mmHg) and bradycardic responses (-172 +/- 18 versus -16 +/- 13 beats min(-1); n = 13), but no significant changes in the tachypnoea measured using plethysmography (270 +/- 30 versus 240 +/- 21 cycles min(-1), n = 7) following chemoreflex activation in awake rats. Control microinjections of saline produced no significant changes in these reflex responses. In WHBP, microinjection of KYN (2 nmol (20 nl)(-1)) and PPADS (1.6 nmol (20 nl)(-1)) into the commissural NTS attenuated significantly both the increase in thoracic sympathetic activity (+52 +/- 2% versus +17 +/- 1%) and the bradycardic response (-151 +/- 17 versus -21 +/- 3 beats min(-1)) but produced no significant changes in the increase of the frequency of phrenic nerve discharge (+0.24 +/- 0.02+0.20 +/- 0.02 Hz). The data indicate that combined microinjections of PPADS and KYN into the commissural NTS in both awake rats and the WHBP are required to produce a significant reduction in the sympathoexcitatory response (pressor response) to peripheral chemoreflex activation. We conclude that glutamatergic and purinergic mechanisms are part of the complex neurotransmission system of the sympathoexcitatory component of the chemoreflex at the level of the commissural NTS.

Ventrolateral medulla mechanisms involved in cardiorespiratory responses to central chemoreceptor activation in rats

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

Antiepileptic effect of acylpolyaminetoxin JSTX-3 on rat hippocampal CA1 neurons in vitro

The Joro spider toxin (JSTX-3), derived from Nephila clavata, has been found to block glutamate excitatory activity. Epilepsy has been studied in vitro, mostly on rat hippocampus, through brain slices techniques. The aim of this study is to verify the effect of the JSTX-3 on the epileptiform activity induced by magnesium-free medium in rat CA1 hippocampal neurons. Experiments were performed on hippocampus slices of control and pilocarpine-treated Wistar rats, prepared and maintained in vitro. Epileptiform activity was induced through omission of magnesium from the artificial cerebrospinal fluid (0-Mg2+ ACSF) superfusate and iontophoretic application of N-methyl-D-aspartate (NMDA). Intracellular recordings were obtained from CA] pyramidal neurons both of control and epileptic rats. Passive membrane properties were analyzed before and after perfusion with the 0-Mg2+ ACSF and the application of toxin JSTX-3. During the ictal-like activity, the toxin JSTX-3 was applied by pressure ejection, abolishing this activity. This effect was completely reversed during the washout period 2. when the slices were formerly perfused with artificial cerebrospinal fluid (ACSF) and again with 0-Mg2+ ACSF. Our results suggest that the toxin JSTX-3 is a potent blocker of induced epileptiform activity. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.