Neuroprotective effects of resveratrol and docosahexaenoic acid antioxidants in perinatal hypoxic-ischemic brain injury in rats

295 p.

Efeitos da hipóxia-isquemia perinatal sobre o comportamento motor, distribuição da Tirosina Hidroxilase na substância negra e da NADPH diaforase no hipocampo durante o desenvolvimento em ratos

A hipóxia isquemia (HI) pré-natal é uma das principais causas de mortalidade e doenças neurológicas crônicas em neonatos, que podem apresentar déficits remanentes como: retardamento, paralisia cerebral, dificuldade de aprendizado ou epilepsia. Estes prejuízos, provavelmente, estão relacionados com o atraso no desenvolvimento neural, astrogliose e com a perda de neurônios e oligodendrócitos. Déficits funcionais e cognitivos estão associados à degeneração de vias dopaminérgicas e de estruturas hipocampais. A enzima tirosina hidroxilase (TH) é a enzima limitante na síntese de dopamina e seus níveis são alterados em eventos de HI. O óxido nítrico (NO) é um gás difusível que atua modulando diferentes sistemas, participando de eventos como plasticidade sináptica e neuromodulação no sistema nervoso central e é produzido em grandes quantidades em eventos de injúria e inflamação, como é o caso da HI. O presente estudo teve por objetivos avaliar, utilizando o modelo criado por Robinson e colaboradores em 2005, os efeitos da HI sobre o comportamento motor e avaliar o desenvolvimento de estruturas encefálicas relacionadas a este comportamento como a substância negra (SN) e o complexo hipocampal. A HI foi induzida a partir do clampeamento das artérias uterinas da rata grávida, por 45 minutos no décimo oitavo dia de gestação (grupo HI). Em um grupo de fêmeas a cirurgia foi realizada, mas não houve clampeamento das artérias (grupo SHAM). A avaliação do comportamento motor foi realizada com os testes ROTAROD e de campo aberto em animais de 45 dias. Os encéfalos foram processados histologicamente nas idades de P9, P16, P23 e P90, sendo então realizada imunohistoquímica para TH e histoquímica para NADPH diaforase (NADPH-d), para avaliação do NO. Nossos resultados demonstraram redução da imunorreatividade para a TH em corpos celulares na SN aos 16 dias no grupo HI e aumento na imunorreatividade das fibras na parte reticulada aos 23 dias, com a presença de corpos celulares imunorreativos nesta região no grupo HI. Demonstramos também aumento do número de células marcadas para NADPH-d no giro dentado nos animais HI, nas idades analisadas, assim como aumento na intensidade de reação no corno de Ammon (CA1 e CA3) aos 9 dias no grupo HI, e posterior redução nesta marcação aos 23 e 90dias neste mesmo grupo. Nos testes comportamentais, observamos diminuição da atividade motora no grupo HI com uma melhora do desempenho ao longo dos testes no ROTAROD, sem entretanto atingir o mesmo nível do grupo SHAM. Os animais HI não apresentaram maior nível de ansiedade em relação ao grupo SHAM, descartando a hipótese das alterações observadas nos testes de motricidade estarem relacionadas a fatores ansiogênicos. O modelo de clampeamento das artérias uterinas da fêmea se mostrou uma ferramenta importante no estudo das alterações decorrentes do evento de HI pré-natal, por produzir diversos resultados que são similares aos ocorridos em neonatos que passam por este evento.

Efeitos da exposição à fumaça de cigarro e/ou etanol durante a adolescência: alterações dos níveis de ansiedade e da atividade locomotora em camundongos durante o período de exposição e em período curto e longo de retirada

O consumo de tabaco está freqüentemente associado ao consumo de álcool e a maioria dos usuários inicia o uso e abuso destas drogas na adolescência. Como a ansiedade pode ser um fator de risco para a etiologia do uso e da retirada destas drogas, no presente estudo investigamos os efeitos da fumaça do cigarro e/ou exposição ao etanol durante a adolescência nos níveis de ansiedade ao final do período de exposição e em período curto e longo após retirada. Do 30 ao 45 dia de vida pós-natal (PN30-PN45), camundongos Suíços de ambos os sexos foram expostos a fumaça do cigarro gerada a partir da queima de cigarros para pesquisa contendo 1,7mg de nicotina 8 h/dia e/ou ao etanol (2g/kg, 25%, v/v) através de injeção intraperitoneal em dias alternados. Assim foram utilizados 4 grupos experimentais: 1) SMK+ETOH (exposição a fumaça de cigarro e injeção i.p. de etanol); 2) SMK (exposição a fumaça de cigarro e a salina i.p.); 3) ETOH (exposição a ar e injeção i.p. de etanol); 4) VEH (exposição a ar e injeção i.p. salina). Ao final do período de exposição (PN44-45) e durante a retirada de curta (PN49-50) e longa duração (PN74-75) utilizamos o Labirinto em Cruz Elevado (LCE) para avaliar os níveis de ansiedade e o Teste de Campo Aberto (CA) para avaliar os níveis de ansiedade e a atividade locomotora. Ao final do período de exposição, as fêmeas do grupo SMK apresentaram uma resposta ansiolítica no LCE. Esta resposta foi intensificada pela co-exposição ao etanol. A retirada de curto prazo da fumaça do cigarro provocou um efeito ansiogênico. Os machos do grupo ETOH apresentaram um efeito ansiogênico no LCE ao final do período de exposição, no entanto, este efeito não persistiu em um período curto de retirada. Embora nem os efeitos da fumaça de cigarro, nem os efeitos do etanol tenham persistido após um período longo de retirada, os animais do grupo SMK+ETOH apresentaram uma resposta ansiogênica no CA. Assim, nossos resultados sugerem que fêmeas adolescentes são mais susceptíveis aos efeitos ansiolíticos do fumo do tabaco. O efeito mais intenso no grupo SMK+ETOH sugere que as fêmeas co-usam estas drogas para chegar a níveis mais baixos de ansiedade. Além disso, um aumento da ansiedade após um período longo da retirada conjunta do cigarro e do etanol, pode facilitar as recaídas ao uso destas drogas.

Prediction of discard mortality for Alaskan crabs after exposure to freezing temperatures, based on a reflex impairment index

Millions of crabs are sorted and discarded in freezing conditions each year in Alaskan fisheries for Tanner crab (Chionoecetes bairdi) and snow crab (C. opilio). However, cold exposures vary widely over the fishing season and among different vessels, and mortalities are difficult to estimate. A shipboard experiment was conducted to determine whether simple behavioral observations can be used to evaluate crab condition after low-temperature exposures. Crabs were systematically subjected to cold in seven different exposure treatments. They were then tested for righting behavior and six different ref lex actions and held to monitor mortality. Crabs lost limbs, showed ref lex impairment, and died in direct proportion to increases in cold exposure. Righting behavior was a poor predictor of mortality, whereas reflex impairment (scored as the sum of reflex actions that were lost) was an excellent predictor. This composite index could be measured quickly and easily in hand, and logistic regression revealed that the relationship between reflex impairment and mortality correctly predicted 80.0% of the mortality and survival for C. bairdi, and 79.4% for C. opilio. These relationships provide substantial improvements over earlier approaches to mortality estimation and were independent of crab size and exposure temperature.

Effects of rapid decompression and exposure to bright light on visual function in black rockfish (Sebastes melanops) and Pacific halibut (Hippoglossus stenolepis)

Demersal fishes hauled up from depth experience rapid decompression. In physoclists, this can cause overexpansion of the swim bladder and resultant injuries to multiple organs (barotrauma), including severe exophthalmia (“pop-eye”). Before release, fishes can also be subjected to asphyxia and exposure to direct sunlight. Little is known, however, about possible sensory deficits resulting from the events accompanying capture. To address this issue, electroretinography was used to measure the changes in retinal light sensitivity, flicker fusion frequency, and spectral sensitivity in black rockfish (Sebastes melanops) subjected to rapid decompression (from 4 atmospheres absolute [ATA] to 1 ATA) and Pacific halibut (Hippoglossus stenolepis) exposed to 15 minutes of simulated sunlight. Rapid decompression had no measurable influence on retinal function in black rockfish. In contrast, exposure to bright light significantly reduced retinal light sensitivity of Pacific halibut, predominately by affecting the photopigment which absorbs the green wavelengths of light (≈520–580 nm) most strongly. This detriment is likely to have severe consequences for postrelease foraging success in green-wavelength-dominated coastal waters. The visual system of Pacific halibut has characteristics typical of species adapted to low light environments, and these characteristics may underlie their vulnerability to injury from exposure to bright light.

Activity in the pallial nerve of knobbed (Busycon carica) and channeled (Busycotypus canaliculatum) whelks recorded during exposure of the osphradium to odorant solutions

Adult horseshoe crabs (Limulus polyphemus) are the preferred bait in the U.S. east coast whelk pot fishery, but their harvest is being restricted because of severe population declines in the Chesapeake and Delaware bays. To identify other baits, the activity in the pallial nerve of whelks was determined during exposure of the osphradium to odorant solutions prepared from horseshoe crab eggs, horseshoe crab hemolymph, and hard clam (Mercenaria mercenaria) tissue. All three elicited significant responses; bait based on them may provide an alternative to the use of adult horseshoe crabs, although extensive behavioral testing remains to be done. Channeled whelk did not respond to molecular weight fractions (>3 kDa and <3 kDa) prepared from horseshoe crab egg odorant solutions but did respond when the molecular weight fractions were recombined. Whelks appear to have broadly tuned chemoreceptors and manufactured baits may need to mimic the complex mixture of odorants derived from natural sources.

Acurácia da avaliação doppler velocimétrica da velocidade máxima do pico sistólico da artéria cerebral média na detecção da anemia fetal na doença hemolítica perinatal: uma revisão sistemática

O contexto do estudo é a predição da anemia fetal em gestantes portadoras da doença hemolítica perinatal e tem como objetivo avaliar a acurácia da medida doppler velocimétrica da velocidade máxima do pico sistólico da artéria cerebral média na detecção da anemia fetal na doença hemolítica perinatal. A identificação dos estudos foi realizada com a adoção de bancos de dados gerais (MEDLINE e LILACS) e a partir de referências bibliográficas de outros autores. Os estudos selecionados tinham como critérios serem do tipo observacionais, com gestantes apresentando coombs indireto maior do que 1:8, técnica de insonação do vaso adequada, Vmax-ACM ≥ 1,5MOM, presença obrigatória de comparação com o padrão-ouro (hemoglobina fetal e/ou neonatal), e nível de evidência diagnóstica acima ou igual a 4. Os dados dos estudos selecionados foram alocados em tabelas 2x2 comparando o resultado do teste com o padrão-ouro. A acurácia diagnóstica foi expressa principalmente através da razão de verossimilhança. A revisão incluiu onze estudos, com uma amostra total de 688. Três estudos apresentaram delineamento do tipo prospectivo e nível de evidência diagnóstica categoria 1. A performance do teste em questão apresentou variação razoável. O estudo de Mari et al (2000) foi considerado o de melhor qualidade metodológica, apresentando uma RV(+) de 8,45 e uma RV(-) de 0,02. A medida do doppler da Vmax da ACM como preditor da anemia fetal na doença hemolítica perinatal está consolidada. Porém, alguns pontos precisam ser melhor esclarecidos, como o intervalo ideal dos exames em casos graves e a validade do método em fetos que já foram submetidos a transfusões intra-uterinas.

Analysis of multivariate stochastic signals sampled by on-line particle analyzers: Application to the quantitative assessment of occupational exposure to NOAA in multisource industrial scenarios (MSIS)

In multisource industrial scenarios (MSIS) coexist NOAA generating activities with other productive sources of airborne particles, such as parallel processes of manufacturing or electrical and diesel machinery. A distinctive characteristic of MSIS is the spatially complex distribution of aerosol sources, as well as their potential differences in dynamics, due to the feasibility of multi-task configuration at a given time. Thus, the background signal is expected to challenge the aerosol analyzers at a probably wide range of concentrations and size distributions, depending of the multisource configuration at a given time. Monitoring and prediction by using statistical analysis of time series captured by on-line particle analyzers in industrial scenarios, have been proven to be feasible in predicting PNC evolution provided a given quality of net signals (difference between signal at source and background). However the analysis and modelling of non-consistent time series, influenced by low levels of SNR (Signal-Noise Ratio) could build a misleading basis for decision making. In this context, this work explores the use of stochastic models based on ARIMA methodology to monitor and predict exposure values (PNC). The study was carried out in a MSIS where an case study focused on the manufacture of perforated tablets of nano-TiO2 by cold pressing was performed

Occupational exposure to nano-TiO2 in the life cycle steps of new depollutant mortars used in construction

The present work is focused on the measurement of workers exposure to nano-TiO2 in the life cycle steps of depollutant mortars. It has been done in the framework of the SCAFFOLD project, which aims at the management of potential risks arising from the use of manufactured nanomaterials in construction. Main findings can be summarized as follows: (1) The occupational exposure to nano-TiO2 is below 0.3 mg/m(3) for all measured scenarios. The highest concentrations were measured during the cleaning task (in the nano-TiO2 manufacturing process) and during the application (spraying) of depollutant coatings on a wall. (2) It was found a high release of particles above the background in several tasks as expected due to the nature of the activities performed. The maximum concentration was measured during drilling and during adding powder materials (mean total particle concentration up to 5.591E+04 particles/cm(3) and 5.69E+04 particles/cm(3)). However, considering data on total particle concentration released, no striking differences have been observed when tasks have been performed using conventional materials in the sector (control) and when using materials doped with nano-objects.

Pretreatment with Resveratrol Prevents Neuronal Injury and Cognitive Deficits Induced by Perinatal Hypoxia-Ischemia in Rats

Despite advances in neonatal care, hypoxic-ischemic brain injury is still a serious clinical problem, which is responsible for many cases of perinatal mortality, cerebral palsy, motor impairment and cognitive deficits. Resveratrol, a natural polyphenol with important anti-oxidant and anti-inflammatory properties, is present in grapevines, peanuts and pomegranates. The aim of the present work was to evaluate the possible neuroprotective effect of resveratrol when administered before or immediately after a hypoxic-ischemic brain event in neonatal rats by analyzing brain damage, the mitochondrial status and long-term cognitive impairment. Our results indicate that pretreatment with resveratrol protects against brain damage, reducing infarct volume, preserving myelination and minimizing the astroglial reactive response. Moreover its neuroprotective effect was found to be long lasting, as behavioral outcomes were significantly improved at adulthood. We speculate that one of the mechanisms for this neuroprotection may be related to the maintenance of the mitochondrial inner membrane integrity and potential, and to the reduction of reactive oxygen species. Curiously, none of these protective features was observed when resveratrol was administered immediately after hypoxia-ischemia.

A susceptibilidade à nicotina e etanol é afetada pela exposição à nicotina, fumaça de cigarro e etanol durante o período gestacional: alterações comportamentais e eletrofisiológicas no período pós-natal de camundongos

Uma questão particularmente relevante é o fato de exposições precoces a drogas de abuso durante o desenvolvimento potencialmente aumentarem a susceptibilidade a estas drogas posteriormente durante o desenvolvimento. No presente estudo utilizando estudos comportamentais e eletrofisiológicos, investigamos efeitos tardios da exposição de camundongos à fumaça de cigarro, à nicotina e ao etanol durante o período que corresponde à gestação em humanos. Para tal, esta tese foi dividida em 2 estudos. No Estudo 1, submetemos camundongos durante o período que corresponde à gestação de humanos à fumaça de cigarro e/ou etanol visando investigar se a estas drogas de abuso, separadamente ou quando combinadas, programam maior susceptibilidade aos efeitos da nicotina durante a adolescência (PN30) ou idade adulta (PN90). Para avaliar a susceptibilidade, utilizamos 3 testes: campo aberto (CA), preferencia pela nicotina (PPN) e preferencia condicionada por lugar (CPP). No Estudo 2, os animais foram expostos a nicotina durante o período gestacional e, no período que corresponde à infância (PN9 a PN20), fatias de cérebro contendo o núcleo tegumental laterodorsal (LDT) foram expostas a etanol. Este núcleo foi escolhido uma vez que estudos recentes indicam sua participação em mecanismos de toxicodependência. Foram realizados registros eletrofisiológicos de uma única célula. No Estudo 1, identificamos maior sensibilidade para os efeitos da reexposição à nicotina na adolescência quando comparada com a idade adulta . Em animais testados no CA durante a adolescência, a nicotina foi capaz de causar aumento da atividade locomotora nos animais controle, previamente expostos à fumaça de cigarro e ao etanol. Contudo, em animais expostos à fumaça combinada com etanol, não houve aumento da locomoção. Na idade adulta, a nicotina causou um aumento da atividade locomotora no CA somente nos animais expostos à fumaça de cigarro. Quanto ao CPP, a exposição prévia à fumaça de cigarro e ao etanol causaram aumento da resposta condicionada à nicotina em fêmeas adolescentes. Nos animais previamente expostos à combinação entre fumaça de cigarro e etanol, a resposta condicionada à nicotina não atingiu significância estatística. Não houve alterações na idade adulta. A exposição a fumaça de cigarro e/ou etanol não afetou a PPN. No Estudo 2, os dados eletrofisiológicos mostraram que a exposição pré-natal à nicotina foi capaz de alterar as correntes de despolarização basais e o potencial de repouso de células do LDT A nicotina também foi capaz de alterar as respostas deste núcleo ao etanol reduzindo as correntes de despolarização e aumentando, embora que não de forma significativa, as correntes inibitórias. De acordo com estes dados, injurias causadas pela exposição à fumaça do cigarro, à nicotina isoladamente, e ao etanol durante o desenvolvimento são capazes de perdurar por um logo tempo na vida do individuo, alterando as respostas a comportamentais e celulares a uma exposição tardia à nicotina e ao etanol.

Efeitos da exposição à nicotina e à fumaça de cigarro durante a lactação sobre o sistema de recompensa cerebral em ratos

Crianças de mães fumantes são mais suscetíveis a se tornarem adultos obesos e se viciarem em drogas ou alimentos palatáveis. Drogas e alimentos ativam a via mesolímbica de recompensa, causando sensação de prazer que induz ainda mais o consumo. Assim, avaliamos a relação entre a exposição apenas à nicotina ou à fumaça do cigarro durante a lactação com a preferência alimentar e sistema dopaminérgico de recompensa cerebral das proles, em dois modelos de programação: Modelo I: no 2o dia pós-natal (PN), lactantes receberam implante de minibombas osmóticas que liberam nicotina (NIC) ou salina (C), durante 14 dias. Em PN150 e novamente em PN160, as proles foram divididas em 4 grupos para um desafio alimentar: N-SC e C-SC que receberam ração padrão; N-SSD e C-SSD que podiam escolher livremente entre as dietas hiperlipídica e hiperglicídica. A ingestão alimentar foi avaliada após 12 h. As mães foram sacrificadas apenas na 21 da lactação (desmame) e as proles em PN15 (com nicotina), PN21 e PN170 (ausência da NIC). Ao desmame, as ratas lactantes NIC apresentaram menor conteúdo de tirosina hidroxilase (TH), maior OBRb e SOCS3 na area tegmentar ventral (VTA); menor TH, maior receptor de dopamina 1 (D1R), receptor de dopamina 2 (D2R) e transportador de dopamina (DAT) no núcleo accumbens (NAc); maior conteúdo de TH no estriado dorsal (DS); e maior D2R e SOCS3 no núcleo arqueado (ARC). Em PN15, os filhotes NIC apresentaram maior conteúdo de D1R, D2R e menor DAT no NAc, enquanto em PN21, apresentaram apenas menor DAT no DS, e menor conteúdo de pSTAT3 em ARC. Aos 170 dias, as proles SSD demonstraram maior preferência para a ração hiperlipídica. No entanto, os animais N-SSD consumiram mais ração hiperglicidica do que as proles C-SSD. A prole N apresentou menor conteúdo de D2R e DAT no NAc e menor D2R no ARC. Modelo II: as mães e suas proles foram divididas em: expostos à fumaça do cigarro (grupo S: 4 vezes / dia, do 3 ao 21 dia de lactação), e expostos ao ar filtrado (grupo C). Em PN175, as proles foram divididas em 4 grupos para o desafio alimentar S-SC, C-SC, S-SSD e C-SSD. A ingestão alimentar foi avaliada após 30 min e 12 h. Em PN180, as proles foram sacrificadas. O grupo S-SSD ingeriu mais das rações palatáveis do que o grupo C-SSD em 30 min e 12 h. Ambos os grupos preferiram a ração hiperlipídica. No entanto, os animais S-SSD consumiram mais ração hiperlipídica do que C-SSD em 30 min. A prole S apresentou menor conteúdo de TH no VTA, menor conteúdo de TH, D2R e maior conteúdo de D1R no NAc e menor OBRb no ARC. Demonstramos que tanto a nicotina isolada como a exposição à fumaça do cigarro durante a lactação resultaram em mudanças no sistema dopaminérgico das proles, programando o comportamento alimentar devido à diminuição da dopamina no NAc.