Efeitos da desnutrição protéica sobre o metabolismo cerebral e sistemas glutamatérgico e GABAérgico sob condições de excitotoxicidade em SNC de ratos wistar

Para um adequado funcionamento do SNC, são necessárias complexas interações entre os sistemas de neurotransmissão inibitório e excitatório. Desequilíbrios nos sistemas, e/ou na sua interação, podem acarretar comprometimentos neuropsiquiátricos. Várias etapas do desenvolvimento ontogenético cerebral, incluindo proliferação e migração neuronal, crescimento cerebral e mielinização, astrocitogênese e morte celular programada, são alteradas pela desnutrição protéica. Alterações no sistema glutamatérgico decorrentes de desnutrição, padrões de desenvolvimento afetados no sistema GABAérgico como a atividade da glutamato descarboxilase (GAD) e mRNA de subunidades de receptores GABAA , alterações nas reações a fármacos envolvendo o sistema GABAérgico, além de estudos epidemiológicos que apontam para a maior incidência de doenças neuropsiquiátricas em populações desnutridas precocemente e, ainda, os transtornos nas complexas interações entre células neuronais e gliais, que acompanham o desenvolvimento destas patologias, levantam questionamentos sobre as implicações da desnutrição sobre o metabolismo cerebral e parâmetros inibitórios e excitatórios sob condições de excitotoxicidade. Considerando estes aspectos, investigou-se a sensibilidade a drogas convulsivantes agindo sobre os sistemas glutamatérgico (ácido quinolínico) e GABAérgico (picrotoxina), assim como se procurou detectar interferências provocadas pela desnutrição protéica gestacional e pós-natal, e/ou drogas em um dos parâmetros, que, além da biossíntese, liberação, interação com receptores, determina uma neurotransmissão eficiente, qual seja: na inativação dos dois principais neurotransmissores excitatório e inibitório, glutamato e GABA, respectivamente, por meio da captação mediada por transportadores localizados nas membranas neuronais e gliais de córtex e hipocampo de ratos em desenvolvimento, assim como parâmetros ontogenéticos ligados ao transporte de GABA. A sensibilidade à picrotoxina foi avaliada ainda segundo parâmetros metabólicos, envolvendo o metabolismo da glicose e do acetato, procurando detectar interações neurônio-glia na resposta à droga, assim como a ocorrência de peroxidação lipídica, dado o seu envolvimento no processo convulsivante. Considerando que o acetato é metabolizado predominantemente pelos astrócitos, células que têm importante papel no fluxo de substratos energéticos aos neurônios, a sua oxidação foi avaliada em fatias de córtex cerebral de ratos adultos, frente a diferentes concentrações extracelulares de potássio. A desnutrição acarretou menor sensibilidade à ação convulsivante do ácido quinolínico, em ratos de 25 dias de idade, excluindo alterações na captação de glutamato como mecanismo envolvido, uma vez que este parâmetro não foi afetado pela desnutrição e/ou droga. Contrariamente, a desnutrição induziu maior sensibilidade à ação convulsivante da picrotoxina, em ratos de 25 dias, o que pode estar relacionado à maior captação de GABA por fatias de córtex cerebral e hipocampo evidenciadas no grupo desnutrido. A desnutrição alterou o perfil ontogenético da captação de GABA por fatias de córtex cerebral e também o perfil inibitório da β-alanina (inibidor de GAT-3), dando suporte à hipótese de que a maior captação de GABA em ratos desnutridos em desenvolvimento seja devida predominantemente a este transportador. A maior sensibilidade à picrotoxina no grupo desnutrido também foi evidenciada pelo maior estímulo à oxidação da glicose em fatias de córtex cerebral (que também é idade dependente) e peroxidação lipídica. Enquanto em ratos imaturos a administração de uma única dose de picrotoxina mostrou a maior susceptibilidade de ratos desnutridos, no procedimento de “kindling” químico pela picrotoxina em ratos em desenvolvimento, a susceptibilidade mostrou-se sexo e tratamento nutricional dependente. A picrotoxina estimulou a oxidação do acetato a CO2, mas não a da glicose em período precoce pós picrotoxina (24 horas) em fatias de córtex e hipocampo de ratos de 25 dias, indicando o envolvimento astrocitário na resposta ao agente convulsivante, independente do tratamento nutricional. A administração crônica de picrotoxina acarretou estímulo à oxidação da glicose em fatias de córtex de ratos desnutridos, mostrando efeito tempo e tratamento nutricional-dependente sobre o metabolismo da glicose, sem alteração da oxidação do acetato. Altas concentrações de potássio extracelular aumentaram a oxidação do acetato em fatias de córtex cerebral, em função da redução intracelular de sódio em ratos controle e desnutridos adultos; o agravamento do déficit nutricional exacerbou a oxidação do acetato em fatias de cerebelo. A desnutrição pré e pós-natal afeta respostas envolvendo os sistemas GABAérgico e glutamatérgico em situações de excitotoxicidade, provocada por antagonista de receptor GABAA, picrotoxina e por hiperestimulador do sistema glutamatérgico, ácido quinolínico, em ratos em desenvolvimento, assim como parâmetros ontogenéticos ligados ao transporte de GABA. A severidade da restrição nutricional é fator determinante da exacerbação do estímulo à oxidação do acetato. Além do mais, a desnutrição parece afetar a interação neurônio-glia em condições de excitotoxicidade.

Vascularização arterial da região hipocampal em Hydrochoerus hydrochaeris (capivara)

O objetivo deste trabalho foi de angariar conhecimentos sobre a vascularização arterial da região hipocampal em Hydrochoerus hydrochaeris, descrevendo através da repleção vascular e dissecção anatômica a artéria cerebral caudal e ramos dos ramos terminais da artéria basilar que fazem o aporte sanguíneo para o hipocampo, mapeando seus territórios. Utilizou-se 68 hemisférios cerebrais de Hydrochoerus hydrochaeris, machos e fêmeas, injetados com Látex 603 ou Látex Frasca, pigmentado em vermelho e azul, fixados em solução de formol a 20%. A artéria cerebral caudal originou-se do ramo terminal da artéria basilar rostral à raiz do nervo oculomotor. Logo após sua emergência lançou a artéria tectal rostral em 27,9% dos casos. Em seguida cruzou os pedúnculos cerebrais, dorsalmente aos corpos geniculados e ao pulvinar, emitindo pequenos ramos perfurantes para estas estruturas. Enquanto a artéria cerebral caudal percorreu a superfície do giro para-hipocampal, dorsalmente foram emitidos pequenos ramos que penetraram no sulco hipocampal, rostromedialmente a artéria coroidéia caudal e caudalmente de três a onze ramos corticais. A artéria coroidéia caudal apresentou-se única em 85,3% dos casos, dupla em 13,2% e ausente em 1,5%. A artéria coroidéia caudal apresentou-se única em 85,3% dos casos, dupla em 13,2% e ausente em 1,5%. A artéria coroidéia rostral originou-se do ramo terminal da artéria basilar logo após a emergência da artéria cerebral caudal anastomosando-se com a artéria coroidéia caudal suprindo o plexo corióideo do terceiro ventrículo e os ventrículos laterais. Ao longo de seu curso tanto a artéria coroidéia caudal como a artéria coroidéia rostral lançaram ramos hipocampais que anastomosaram-se entre si e com os ramos emitidos pela artéria cerebral caudal formando verdadeiras redes. Os ramos terminais da artéria cerebral caudal cruzaram o esplênio do corpo caloso para distribuirem-se na superfície caudomedial do hemisfério cerebral. Os limites territoriais da artéria cerebral caudal compreenderam a face caudal do lobo piriforme, a face tentorial, a porção retroesplênica da face medial e também uma estreita área da face dorsolateral do hemisfério cerebral margeando as fissuras longitudinal dorsal e transversa do cérebro. A vascularização arterial do hipocampo da capivara foi suprida por ramos originados da artéria cerebral caudal e pela artéria coroidéia rostral.

Sistematização das artérias da base do encéfalo e suas fontes de suprimento sangüíneo em nutria (Myocastor coypus)

Neste trabalho estudou-se as artérias da base do encéfalo e suas fontes de suprimento sangüíneo em nutria (Myocastor coypus). Foram utilizados 32 espécimes. Em 30 animais, o sistema arterial foi preenchido com látex 603 corado em vermelho através da artéria aorta. Duas fêmeas foram utilizadas na confecção de moldes acrílicos. Sistematizou-se a origem das fontes de suprimento sangüíneo para o encéfalo e as artérias (Aa) da face ventral do cérebro, à direita (D) e à esquerda (E), com suas respectivas percentagens de aparecimento. O arco aórtico emitiu o tronco braquiocefálico e a artéria (A.) subclávia E (60%) ou tronco braquiocefálico, A. carótida comum E e A. subclávia E (40%). O tronco braquiocefálico lançou A. carótida comum D e E e A. subclávia D (60%) ou A. carótida comum D e A. subclávia D (40%). A A. carótida comum D e E dividiu-se em A. carótida externa e A. occipital. A A. carótida interna foi ramo da A. occipital (100%), à D e E, e não cooperou na irrigação encefálica. Ramos terminais das Aa. Vertebrais D e E presentes (100%) formaram a A. basilar (100%). A. espinhal ventral presente (100%). A. cerebelar caudal à D foi simples (60%), dupla (36,7%) e tripla (3,3%), e à E foi simples (60%) e dupla (40%). A. cerebelar média como ramo da A. cerebelar caudal à D (70%) e à E (73,3%). A. trigeminal D e E ímpar (100%). A. cerebelar rostral D, simples (73,3%) e dupla (26,7%), à E, simples (70%) e dupla (30%). A. cerebral caudal D, simples (66,7%) e dupla (33,3%), à E, simples (73,3%) e dupla (26,7%). A. hipofisária D e E ímpar presente (100%). A. cerebral média D e E ímpar presente (100%). A. cerebral rostral D, desenvolvida e ímpar (86,7%), dupla (10%) e ausente (3,3%), à E desenvolvida e ímpar (100%). Ramo medial da A. cerebral rostral D, ímpar e desenvolvido (66,7%), vestigial (23,3%) ou ausente (10%), à E, ímpar e desenvolvido (73,3%), vestigial (23,3%) e ausente (3,3%). A. inter-hemisférica rostral presente (100%), formada pela anastomose do ramo medial da A. cerebral rostral D e E (40%), formada apenas pelo ramo medial da A. cerebral rostral E (33,3%) e formada apenas pelo ramo medial da A. cerebral rostral D (26,7%). A. lateral do bulbo olfatório D e E presente e ímpar (100%). A. medial do bulbo olfatório D e E ímpar (100%). A. etmoidal interna D simples (96,7%) e dupla (3,3%), à E, simples (100%). Observou-se que o círculo arterial cerebral da nutria foi fechado caudalmente (100%) e rostralmente aberto (60%) ou fechado (40%). O encéfalo foi suprido exclusivamente pelo sistema vértebro-basilar.

Papel da proteína cinase C (PKC) no processamento de memórias aversivas e espaciais

Vários resultados na literatura fornecem fortes evidências de que o processamento de memórias requerem a participação da proteína cinase C (PKC) em estruturas sabidamente necessárias para este processamento, como o hipocampo, a amígdala basolateral (ABL) e o córtex parietal posterior (CPP). Neste trabalho mostramos que o inibidor seletivo das isoformas cálcio-dependentes da PKC, Go 6976, produz um efeito amnésico dosedependente sobre a consolidação de memória espacial de longa duração em ratos submetidos ao treino no labirinto aquático de Morris (LAM), quando infundido na região CA1 do hipocampo dorsal 15 minutos pré-treino, imediatamente pós-treino ou 15 minutos pré-teste para esta tarefa, sem alterar a atividade locomotora dos animais. Ainda na tarefa do LAM, o Go 6976 também apresentou este efeito amnésico sobre a reconsolidação de memórias espaciais de longa duração recentes e antigas, bem como sobre a consolidação da memória espacial de longa duração relativa ao treino reverso no LAM, mas não teve efeito sobre a memória espacial de curta duração nem sobre a extinção da memória espacial de longa duração. Já na tarefa de esquiva inibitória (EI) o Go 6976 produziu um efeito amnésico quando infundido na ABL imediatamente ou 30 minutos pós-treino, ou no CPP 270 ou 360 minutos pós-treino, enquanto o inibidor não-seletivo das isoformas da PKC, Go 7874, produziu os mesmos efeitos, exceto por, no CPP, causar amnésia quando infundido 180 ao invés de 270 minutos pós-treino. Estes resultados indicam que as PKCs, sobretudo as cálcio-dependentes, são importantes para o processamento de memórias espaciais e aversivas, apresentando na consolidação de memórias aversivas distintos tempos críticos de ativação em diferentes estruturas cerebrais, e sendo necessárias para a aquisição, consolidação, evocação e reconsolidação de memórias espaciais.

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.

Efeito neuroprotetor do resveratrol em modelo in vitro de isquemia cerebral : envolvimento das vias PI3-K e MAPK

O cérebro é altamente dependente de um fluxo sanguíneo contínuo para suprimento de oxigênio e glicose, e por esta razão, eventos isquêmicos resultam em grande degeneração celular. O resveratrol é um antioxidante natural encontrado nas uvas e no vinho tinto que possui efeitos antitumoral e antiinflamatório, bem como propriedades cardioprotetoras. Neste trabalho, nós avaliamos o efeito neuroprotetor do resveratrol em um modelo in vitro de isquemia cerebral. Além disso, nós investigamos se este efeito estava correlacionado com as vias de sinalização da fosfoinositol3-quinase (PI3-k) e da proteína quinase ativada por mitógenos (mitogen-activated protein kinase-MAPK), ambas envolvidas na regulação da proliferação e sobrevivência celular. Para isto, nós usamos cultura organotípica de hipocampo exposta à privação de oxigênio e glicose (POG) como modelo de isquemia cerebral. A morte celular foi quantificada pela medida da incorporação de iodeto de propídeo (IP), um marcador de células mortas. Nas culturas expostas à POG na presença do veículo, aproximadamente 46% do hipocampo foi marcado com IP, indicando uma alta porcentagem de morte celular. Quando as culturas foram tratadas com resveratrol 10, 25 e 50µM, a morte celular foi reduzida para 22, 20 e 13%, respectivamente. Para elucidar o mecanismo pelo qual o resveratrol exerce seu efeito neuroprotetor nós investigamos a via PI3-k usando o inibidor LY294002 (5µM) e a via MAPK usando o inibidor PD98059 (20µM). A neuroproteção mediada pelo resveratrol (50µM) foi prevenida pelo LY294002, mas não pelo PD98059. A análise por immunoblotting revelou que o resveratrol 50µM induziu a fosforilação/ativação da Akt, a fosforilação/inativação da glicogênio sintase quinase-3β (GSK-3β) 1, 6 e 24 h após a POG e a fosforilação/ativação da quinase regulada por sinais extracelulares (extracellular signal-regulated kinase-1 and -2-ERK1/2) 6 e 24 h após a POG. Juntos, o aumento da fosforilação da Akt e GSK-3β induzida pelo resveratrol após a POG e o efeito da inibição da PI3-k pelo LY294002 levando a diminuição da neuroproteção mediada pelo resveratrol, sugerem que a via PI3-k/Akt, associada à GSK-3β , estão envolvidas no mecanismo pelo qual o resveratrol protege as culturas organotípicas da morte celular.

Sistematização das artérias da base do encéfalo, rede admirável epidural rostral e caudal e suas fontes de suprimento em javali (Sus scrofa scrofa)

A. basilar ímpar e com diminuição de calibre, na altura da ponte (100%); A. cerebelar caudal D e E, ímpar (100%); A. cerebelar média D e E, ímpar (96,7%) e dupla (3,3%). Observou-se que o círculo arterial cerebral do javali foi fechado tanto rostral como caudalmente (100%). O encéfalo foi suprido principalmente pelas Aa. carótidas internas e seus ramos as Aa. occipitais e condilares, via RAER e RAEC, com uma pequena contribuição através de ramos das Aa. vertebral e espinhal ventral, especialmente para o rombencéfalo.

Histamina aumenta a consolidação de memórias aversivas através de um mecanismo dependente da ativação de receptores H2

Várias evidências sugerem que a histamina cerebral está envolvida no processo de consolidação de memórias, mas a real participação do sistema histaminérgico neste processo permanece controversa. Aqui nós mostramos que, quando infundida na região CA1 do hipocampo dorsal de ratos imediatamente pós-treino em esquiva inibitória (EI), mas não depois, a histamina produz um efeito pró-mnésico dose-dependente, sem alterar a atividade locomotora, exploratória, o estado de ansiedade ou a expressão da resposta aversiva. O efeito facilitatório da histamina intra-CA1 foi mimetizado pelo inibidor da histamina N-metil-transferase, SKF-91844, e pelo agonista H2, dimaprit, mas foi totalmente bloqueado pelo antagonista H2, ranitidina, mas não pelo antagonista H1 pirilamina, antagonista H3, tioperamida, ou pelo antagonista do sítio das poliaminas do NMDAr, ifenprodil. Nenhum destes antagonistas, ranitidina, pirilamina, tioperamida ou ifenprodil, afetaram a consolidação da memória para EI. Nossos resultados indicam que, quando infundida bilateralmente intra-CA1 dorsal, a histamina aumenta a consolidação de memória para EI através de um mecanismo que envolve a ativação de receptores H2; contudo, a histamina endógena presente na região CA1 do hipocampo dorsal parece não participar da consolidação da memória para EI, pelo menos no intervalo de tempo pós-treino que foi analisado.

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 da ingestão crônica de cafeína na atividade de enzimas antioxidantres, peroxidação de lipídeos e na produção de radicais livres em diferentes regiões do sistema nervoso central de ratos adultos

Estresse oxidativo é um desequilíbrio entre a geração de radicais livres e a capacidade de defesa do sistema antioxidante endógeno. Sabe-se também que o acúmulo extracelular de aminoácidos excitatórios leva a uma exacerbada estimulação de seus receptores, provocando insultos oxidativos no cérebro e pode levar a uma série de eventos que podem ser os causadores de diversas patologias como isquemia e doenças neurodegenerativas. A adenosina, ao ligar-se aos seus receptores, age como neuromoduladora da liberação desses neurotransmissores, protegendo as células contra o estresse oxidativo. Alem disso, sabe-se que a ativação de receptores de adenosina promove um aumento da atividade de enzimas antioxidantes. A Cafeína tem sua principal ação farmacológica através do antagonismo não seletivo dos receptores de adenosina, causando o bloqueio dos mesmos, e neste caso leva ao acúmulo de neurotransmissores no meio extracelular. Entretanto em altas concentrações, ela pode, por si só, ter ação antioxidante, “seqüestrando” radicais livres e, desta maneira, protegendo a célula do dano oxidativo. Por outro lado, alguns estudos demonstram que ela também pode ter ação pró-oxidante, quando em presença de altas concentrações de íons cobre e pode ter ação pró-apoptótica, via ativação da caspase 3. O objetivo deste trabalho foi a caracterização do efeito da ingestão crônica de cafeína (1g/L) por 7dias, sobre a atividade de enzimas de defesa antioxidantes (CAT, GSH-Px, SOD) em homogenato de hipocampo, cerebelo e estriado de ratos Wistar adultos. Nós também medimos a produção de radicais livres e a peroxidação de lipídeos Os resultados obtidos demonstraram que cafeína, administrada cronicamente, causa um aumento na peroxidação dos lipídeos de membranas e uma diminuição nas atividades das enzimas antioxidantes SOD e GSH-Px, nas três estruturas analisadas quando comparadas ao controle, porém não foi observada alteração na atividade da catalase. Além disso, não encontramos alteração nos níveis de produção de radicais livres. Portanto, embora alguns trabalhos demonstrem que a ingestão crônica de cafeína pode ter uma ação neuroprotetora, em nosso trabalho nós demonstramos que cafeína pode potencialmente provocar dano celular em estruturas cerebrais através da diminuição das enzimas antioxidantes. Provavelmente, esse efeito seja devido a uma diminuição da expressão e/ou número de receptores de adenosina (A1 ou A2) ou a cafeína está agindo somente como antagonista competitivo, bloqueando a ação da adenosina endógena. Outros experimentos são necessários para comprovar esta hipótese.

Efeitos in vivo do ácido metilmalônico sobre o comportamento de ratos no labirinto aquático de morris e in vitro sobre alguns parâmetros de estresse oxidativo e sobre as atividades dos complexos I-IV da cadeia respiratória em homogeneizado de tecidos de ratos

A acidemia metilmalônica é uma desordem metabólica hereditária caracterizada bioquimicamente pelo acúmulo tecidual de ácido metilmalônico (MMA) e clinicamente por deterioração neurológica progressiva e falência renal. Os avanços no tratamento dessa doença alcançados nos últimos anos possibilitaram uma diminuição significativa na mortalidade dos mesmos. Entretanto, a morbidade continua alta, pois a maioria dos pacientes afetados por acidemia metilmalônica, mesmo recebendo o melhor tratamento disponível no momento, apresenta graus variáveis de comprometimento do sistema nervoso central refletido em retardo mental e atraso no desenvolvimento psicomotor. No presente estudo investigamos os efeitos in vivo da administração crônica do MMA em ratos Wistar durante o seu desenvolvimento (do 5º ao 28º dia de vida pós-natal) sobre o comportamento dos mesmos na tarefa do labirinto aquático de Morris. A tarefa foi realizada após um período de recuperação dos animais de 30 dias com o intuito de verificar dano neurológico permanente ou de longa duração nos animais. O labirinto aquático de Morris é uma tarefa bastante útil para a avaliação de aprendizado e memória espaciais. O protocolo da tarefa foi ligeiramente modificado para servir ao propósito de nosso trabalho, ou seja, o de avaliar o efeito da administração crônica de drogas sobre o comportamento de ratos. Verificamos que a administração crônica de MMA não provocou efeito no peso corporal, velocidade de natação e na fase de aquisição da tarefa. Porém, o tratamento prejudicou o desempenho dos animais no treino reverso, o que é condizente com comportamento perseverativo. Também avaliamos o efeito do ácido ascórbico, que foi administrado isoladamente ou em combinação com o MMA para testarmos se o estresse oxidativo poderia estar relacionado com as alterações comportamentais observadas no grupo tratado com MMA. Observamos que este antioxidante preveniu as alterações comportamentais provocadas pelo MMA, indicando que o estresse oxidativo pode estar envolvido com o efeito encontrado. Passamos então a avaliar o efeito in vitro do MMA sobre parâmetros de estresse oxidativo, mais especificamente na técnica de dosagem de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS), que é um parâmetro de lipoperoxidação, e sobre o potencial antioxidante total do tecido (TRAP) e a reatividade antioxidante do tecido (TAR), que são parâmetros de defesas antioxidantes teciduais. O MMA na concentração de 2,5 mM aumentou a lipoperoxidação in vitro em homogeneizado de estriado e hipocampo de ratos e diminuiu o TRAP e o TAR em homogeneizado de estriado de ratos. Tais resultados indicam fortemente que o MMA induz estresse oxidativo. Finalmente investigamos o efeito in vitro do MMA sobre a atividade enzimática dos complexos da cadeia respiratória em várias estruturas cerebrais e em órgãos periféricos em ratos de 30 dias de vida no sentido de melhor esclarecer os mecanismos fisiopatológicos dos danos teciduais desta doença. Verificamos que o MMA causou uma inibição significativa da atividade do complexo II da cadeia respiratória em estriado e hipocampo quando baixas concentrações de sucinato foram utilizadas no meio de incubação. Além disso, verificamos que este efeito inibitório do MMA sobre o complexo II ocorreu somente após exposição do homogeneizado ao ácido por pelo menos 10 minutos, além do que esta inibição não foi prevenida pela co-incubação com o inibidor da óxido nítrico sintetase Nω- nitro-L-argininametilester (L-NAME) ou por uma associação de catalase e superóxido dismutase. Estes resultados sugerem que as espécies reativas de oxigênio e nitrogênio mais comuns não estão envolvidas neste efeito, tornando improvável que a inibição do complexo II da cadeia respiratória seja mediada por estresse oxidativo. O MMA também causou uma inibição do complexo II-III em estriado, hipocampo, rim, fígado e coração; e inibiu o complexo I-III em fígado e rim. O complexo IV não foi afetado pela incubação com o ácido em nenhuma das estruturas testadas. Portanto, tomados em seu conjunto, estes resultados indicam que o MMA bloqueia a cadeia respiratória. Os resultados de nosso trabalho indicam que a administração crônica de MMA em ratos em desenvolvimento provocou alterações comportamentais de longa duração provavelmente mediadas por radicais livres, pois tais alterações foram prevenidas pelo antioxidante ácido ascórbico. O MMA também induziu estresse oxidativo in vitro em estriado e hipocampo e inibiu de forma diferenciada os complexos da cadeia respiratória nos tecidos estudados, sendo que as estruturas mais vulneráveis a esta ação foram o estriado e o hipocampo. Finalmente, nossos resultados sugerem que antioxidantes podem ajudar a prevenir, ou pelo menos atenuar, os danos teciduais provocados pelo MMA na acidemia metilmalônica.

Participação do sistema colinérgico muscarínico hipocampal no processo de evocação da memória em ratos

Introdução: O sistema colinérgico muscarínico apresenta uma função essencialmente modulatória, agindo, principalmente, sobre neurônios inibitórios e excitatórios. As aferências colinérgicas que atingem o sistema límbico, principalmente na formação hipocampal e na amígdala, evidenciam a participação desse sistema nos mecanismos de aprendizagem e memória. Agentes farmacológicos convencionais não são seletivos entre os diferentes subtipos de receptores colinérgicos muscarínicos (M1 – M5). As toxinas muscarínicas extraídas da peçonha da serpente mamba verde africana, têm-se mostrado ferramentas úteis na investigação do papel específico de cada tipo de receptor na memória. Os mecanismos modulatórios do sistema colinérgico muscarínico nos processos de aquisição e consolidação já foram extensivamente estudados, porém ainda são restritos dados referentes à participação desse sistema no processo de evocação. Objetivos: estudar a participação dos receptores colinérgicos muscarínicos na evocação da memória através da utilização pré-teste de fármacos pouco seletivos, como a escopolamina, pirenzepina (antagonistas) e oxotremorina (agonista); comparando com fármacos seletivos, como as toxinas muscarínicas MT3 (antagonista seletivo para o receptor M4) e MT2 (agonista seletivo para receptor M1 com atividade menos seletiva de antagonista M4) nas tarefas comportamentais de Esquiva Inibitória e Habituação ao Campo Aberto. Material e Métodos: ratos Wistar machos foram canulados bilateralmente no hipocampo dorsal. Após a recuperação da cirurgia, foram treinados na tarefa de Esquiva Inibitória (EI), com choque de 0,5 mA (3 s). Após 24 horas, receberam uma infusão intra-hipocamapal de escopolamina (0,5, 2,0 e 8,0 μg por lado), de oxotremorina (2,5 e 5 ng por lado), de pirenzepina (0,5 μg por lado), de MT3 (0,5, 1,0 e 2,0 μg por lado), de MT2 (0,75, 1,0 e 6,0 μg por lado) ou de TFS (grupo controle de todos os fármacos). Dez minutos após a infusão, os animais foram testados na EI. A latência de descida da plataforma no teste é o índice de memória da tarefa. Um procedimento semelhante foi aplicado no experimento com a tarefa comportamental de habituação ao campo aberto (menos aversiva que a esquiva inibitória), porém apenas foi utilizado a escopolamina e a MT3 (ambas 2,0 μg por lado); essa tarefa sérvio como um “controle motor” para a tarefa de esquiva inibitória Resultados: Os antagonistas colinérgicos muscarínicos escopolamina, pirenzepina e MT3 (doses, respectivamente, de 2,0 μg por lado, 0,5 μg por lado e 2,0 μg por lado), juntamente com a MT2 (agonista M1-seletivo, dose de 0,75 μg por lado) apresentaram um efeito facilitatório sobre a evocação da tarefa de Esquiva Inibitória. Além disso, o agonista pouco seletivo oxotremorina teve um efeito amnésico parcial nessa tarefa. A escopolamina e MT3 não tiveram qualquer efeito na evocação da tarefa de habituação ao campo aberto. Discussão: nossos resultados, obtidos com antagonistas, sugerem uma participação inibitória do sistema colinérgico muscarínico sobre o processo de evocação da memória aversiva da esquiva inibitória, porém, analisando a seletividade da MT3, podemos inferir uma atividade inibitória exclusiva do receptor M4. Esse resultado, entretanto, é contrário ao encontrado com a administração desses mesmos antagonistas no período pós-treino, demonstrando um papel oposto desse sistema entre os processos de consolidação e evocação. Além disso, o receptor M1 excitatório modula positivamente a evocação. A ausência de efeito dos fármacos na habituação ao campo aberto indica que o efeito na esquiva inibitória é cognitivo, e não motor ou exploratório.

Imunorreatividade à proteína c-FOS na medula espinal lombossacral e no gânglio da raiz dorsal de râs Rana catesbeiana 3 dias após a secção nervosa periférica

A dor constitui uma experiência complexa, mediada por distintos sistemas de transmissão sendo integrados por diversos mecanismos neurais. Um dos modelos mais empregados para o estudo da dor neuropática é a secção nervosa periférica, a qual resulta em alterações neuroquímicas e neuroanatômicas em neurônios sensoriais primários e em seus territórios de projeção. Após a secção do nervo ciático, os mamíferos apresentam um aumento na expressão de genes precocemente expressos, como o c-Fos e o c-Jun, no corno dorsal da medula espinal. Animais não mamíferos, como os anfíbios, também vem sendo utilizados como modelos para os estudos dos mecanismos acerca da nocicepção. No presente estudo foi analisado o padrão de imunorreatividade à proteína c-Fos na medula espinal lombossacral e no gânglio da raiz dorsal (GRD) de rãs Rana catesbeiana em condições basais, bem como de rãs submetidas à manipulação e à secção do nervo ciático. Para isso foram utilizados animais adultos, de ambos os sexos, sendo que os mesmos foram sacrificados 3 dias após o procedimento cirúrgico. A técnica imunoistoquímica utilizada foi a do anticorpo não marcado de Sternberger (1979), sendo utilizado anticorpo primário do tipo policlonal, na concentração de 1:700. As alterações no padrão de imunorreatividade a esta proteína no GRD dos três grupos experimentais foram quantificadas através das técnicas de densitometria óptica e contagem neuronal. Para a quantificação da proteína c-Fos na medula espinal lombossacral dos 3 grupos experimentais, utilizou-se a técnica de western blot. Em GRD, a imunorreatividade foi mais pronunciada no citoplasma de neurônios de pequeno (10-20μm), médio (25-35μm), e grande 40-50μm) diâmetro dos 3 grupos experimentais. A manipulação e a secção do nervo ciático provocou aumento no número de núcleos imunorreativos de células de pequeno diâmetro. A densitometria óptica foi significativamente maior no citoplasma das células dos GRDs localizados ipsilateralmente quando comparada com aquela das células pertencentes aos GRDs localizados contralateralmente à lesão. Todavia, não houve diferenças estatisticamente significativa entre a imunorreatividade nuclear nos GRDs entre os 3 grupos experimentais. O número de células imunorreativas nestes gânglios não mostrou mudanças significativas nos 3 grupos experimentais. Na medula espinal, a imunorreatividade à proteína c-Fos ocorreu predominantemente em núcleos localizados nos campos terminais dorsal e ventral, na banda mediolateral, na região ventral medial do corno ventral e nos funículos lateral e ventral medial. Os neurônios motores sempre foram imunorreativos. A manipulação e a secção do nervo ciático resultaram em um acréscimo no número de núcleos imunorreativos localizados nos campos terminais dorsal e ventral, e banda mediolateral, sendo este aumento maior na região do campo terminal dorsal. As demais regiões não mostraram modificações significantes no padrão de imunorreatividade da proteína c-Fos. A expressão desta proteína não modificou significativamente nos 3 grupos experimentais. Estes resultados mostram que, em rãs, similar ao que ocorre em mamíferos, a ativação de fibras aferentes primárias ativam a proteína c-Fos. No entanto, diferente de mamíferos, esta proteína ocorre no citoplasma de células sensoriais. Assim, apesar das rãs constituírem excelentes modelos para o estudo do papel do c-Fos nos mecanismos da transmissão nociceptiva, os estudos futuros abordando esta questão deverão considerar esta particularidade das rãs.

Papel da proteína de reparo XPC na regulação das proteínas de reparo APE1, OGG1 e PARP-1 em células humanas e de camundongos

studies using UV as a source of DNA damage. However, even though unrepaired UV-induced DNA damages are related to mutagenesis, cell death and tumorigenesis, they do not explain phenotypes such as neurodegeneration and internal tumors observed in patients with syndromes like Xeroderma Pigmentosum (XP) and Cockayne Syndrome (CS) that are associated with NER deficiency. Recent evidences point to a role of NER in the repair of 8-oxodG, a typical substrate of Base Excision Repair (BER). Since deficiencies in BER result in genomic instability, neurodegenerative diseases and cancer, it was investigated in this research the impact of XPC deficiency on BER functions in human cells. It was analyzed both the expression and the cellular localization of APE1, OGG1 e PARP-1, the mainly BER enzymes, in different NER-deficient human fibroblasts. The endogenous levels of these enzymes are reduced in XPC deficient cells. Surprisingly, XP-C fibroblasts were more resistant to oxidative agents than the other NER deficient fibroblasts, despite presenting the highest of 8-oxodG. Furthermore, subtle changes in the nuclear and mitochondrial localization of APE1 were detected in XP-C fibroblasts. To confirm the impact of XPC deficiency in the regulation of APE1 and OGG1 expression and activity, we constructed a XPC-complemented cell line. Although the XPC complementation was only partial, we found that XPC-complemented cells presented increased levels of OGG1 than XPC-deficient cells. The extracts from XPC-complemented cells also presented an elevated OGG1 enzimatic activity. However, it was not observed changes in APE1 expression and activity in the XPCcomplemented cells. In addition, we found that full-length APE1 (37 kDa) and OGG1- α are in the mitochondria of XPC-deficient fibroblasts and XPC-complemented fibroblasts before and after induction of oxidative stress. On the other hand, the expression of APE1 and PARP-1 are not altered in brain and liver of XPC knockout mice. However, XPC deficiency changed the APE1 localization in hypoccampus and hypothalamus. We also observed a physical interaction between XPC and APE1 proteins in human cells. In conclusion, the data suggest that XPC protein has a role in the regulation of OGG1 expression and activity in human cells and is involved mainly in the regulation of APE1 localization in mice. Aditionally, the response of NER deficient cells under oxidative stress may not be only associated to the NER deficiency per se, but it may include the new functions of NER enzymes in regulation of expression and cell localization of BER proteins

Estudo do papel da proteína multifuncional APE1/Ref-1 sobre a resposta inflamatória na meningite bacteriana

Despite advances in antibiotic therapy, bacterial meningitis (BM) remains with high mortality and morbidity rates in worldwide. One important mechanism associated to sequels during disease is the intense inflammatory response which promotes an oxidative burst and release of reactive oxygen species, consequently leading to cell death. Activation of DNA repair enzymes during oxidative stress has been demonstrated in several neurological disorders. APE1/Ref-1 is a multifunctional protein involved in DNA repair and plays a redox function on transcription factors such as NFkB and AP-1.The aim of this study was assess the role of APE1/Ref-1 on inflammatory response and the possibility of its modulation to reduce the sequels of the disease. Firstly it was performed an assay to measure cytokine in cerebrospinal fluid of patients with BM due to Streptococcus pneumoniae and Neisseriae meningitides. Further, a cellular model of inflammation was used to observe the effect of the inhibition of the endonuclease and redox activity of APE1/Ref-1 on cytokine levels. Additionally, APE1/Ref-1 expression in cortex and hippocampus of rat with MB after vitamin B6 treatment was evaluated. Altogether, results showed a similar profile of cytokines in the cerebrospinal fluid of patients from both pathogens, although IFNy showed higher expression in patients with BM caused by S. pneumoniae. On the other hand, inhibitors of APE1/Ref-1 reduced cytokine levels, mainly TNF-α. Reduction of oxidative stress markers was also observed after introduction of inhibitors in the LPS-stimulated cell. In the animal model, BM increased the expression of the protein APE1/Ref-1, while vitamin B6 promoted reduction. Thereby, this data rise important factors to be considered in pathogenesis of BM, e.g., IFNy can be used as prognostic factor during corticosteroid therapy, APE1/Ref-1 can be an important target to modulate the level of inflammation and VIII oxidative stress, and vitamin B6 seems modulates several proteins related to cell death. So, this study highlights a new understanding on the role of APE1/Ref-1 on the inflammation and the oxidative stress during inflammation condition