GABAa Receptor Mediated Signalling in the Brain: Inhibition, Shunting and Excitation

Within central nervous system, the simple division of chemical synaptic transmission to depolarizing excitation mediated by glutamate and hyperpolarizing inhibition mediated by γ-amino butyric acid (GABA), is evidently an oversimplification. The GABAa receptor (GABAaR) mediated responses can be of opposite sign within a single resting cell, due to the compartmentalized distribution of cation chloride cotransporters (CCCs). The K+/Cl- cotransporter 2 (KCC2), member of the CCC family, promotes K+ fuelled Cl- extrusion and sets the reversal potential of GABA evoked anion currents typically slightly below the resting membrane potential. The interesting ionic plasticity property of GABAergic signalling emerges from the short-term and long-term alterations in the intraneuronal concentrations of GABAaR permeable anions (Cl- and HCO3-). The short-term effects arise rapidly (in the time scale of hundreds of milliseconds) and are due to the GABAaR activation dependent shifts in anion gradients, whereas the changes in expression, distribution and kinetic regulation of CCCs are underlying the long-term effects, which may take minutes or even hours to develop. In this Thesis, the differences in the reversal potential of GABAaR mediated responses between dopaminergic and GABAergic cell types, located in the substantia nigra, were shown to be attributable to the differences in the chloride extrusion mechanisms. The stronger inhibitory effect of GABA on GABAergic neurons was due to the cell type specific expression of KCC2 whereas the KCC2 was absent from dopaminergic neurons, leading to a less prominent inhibition brought by GABAaR activation. The levels of KCC2 protein exhibited activity dependent alterations in hippocampal pyramidal neurons. Intense neuronal activity, leading to a massive release of brain derived neurotrophic factor (BDNF) in vivo, or applications of tyrosine receptor kinase B (TrkB) agonists BDNF or neurotrophin-4 in vitro, were shown to down-regulate KCC2 protein levels which led to a reduction in the efficacy of Cl- extrusion. The GABAergic transmission is interestingly involved in an increase of extracellular K+ concentration. A substantial increase in interstitial K+ tends to depolarize the cell membrane. The effects that varying ion gradients had on the generation of biphasic GABAaR mediated responses were addressed, with particular emphasis on the novel idea that the K+/Cl- extrusion via KCC2 is accelerated in response to a rapid accumulation of intracellular Cl-. The KCC2 inhibitor furosemide produced a large reduction in the GABAaR dependent extracellular K+ transients. Thus, paradoxically, both the inefficient KCC2 activity (via increased intracellular Cl-) and efficient KCC2 activity (via increased extracellular K+) may promote excitation.

Generation and Characterization of the Cation-Chloride Cotransporter KCC2 Hypomorphic Mouse

The cation-Cl- cotransporter (CCC) family comprises of Na+-Cl- cotransporter (NCC), Na+-K+-2Cl- cotransporters (NKCC1-2), and four K+-Cl- cotransporters (KCC1-4). These proteins are involved in several physiological activities, such as cell volume regulation. In neuronal tissues, NKCC1 and KCC2 are important in determining the intracellular Cl- levels and hence the neuronal responses to inhibitory neurotransmitters GABA and glycine. One aim of the work was to elucidate the roles for CCC isoforms in the control of nervous system development. KCC2 mRNA was shown to be developmentally up-regulated and follow neuronal maturation, whereas NKCC1 and KCC4 transcripts were highly expressed in the proliferative zones of subcortical regions. KCC1 and KCC3 mRNA displayed low expression throughout the embryogenesis. These expression profiles suggest a role for CCC isoforms in maturation of synaptic responses and in the regulation of neuronal proliferation during embryogenesis. The major aim of this work was to study the biological consequences of KCC2-deficiency in the adult CNS, by generating transgenic mice retaining 15-20% of normal KCC2 levels. In addition, by using these mice as a tool for in vivo pharmacological analysis, we investigated the requirements for KCC2 in tonic versus phasic GABAA receptor-mediated inhibition. KCC2-deficient mice displayed normal reproduction and life span, but showed several behavioral abnormalities, including increased anxiety-like behavior, impaired performance in water maze, alterations in nociceptive processing, and increased seizure susceptibility. In contrast, the mice displayed apparently normal spontaneous locomotor activity and motor coordination. Pharmacological analysis of KCC2-deficient mice revealed reduced sensititivity to diazepam, but normal gaboxadol-induced sedation, neurosteroid hypnosis and alcohol-induced motor impairment. Electrophysiological recordings from CA1-CA3 subregions of the hippocampus showed that KCC2 deficiency affected the reversal potentials of both the phasic and tonic GABA currents, and that the tonic conductance was not affected. The results suggest that requirement for KCC2 in GABAergic neurotransmission may differ among several functional systems in the CNS, which is possibly due to the more critical role of KCC2 activity in phasic compared to tonic GABAergic inhibition.

Communication and Political Crisis: Media, Politics and Governance in a Globalized Public Sphere

Communication and Political Crisis explores the role of the global media in a period of intensifying geopolitical conflict. Through case studies drawn from domestic and international political crises such as the conflicts in the Middle East and Ukraine, leading media scholar Brian McNair argues that the digitized, globalized public sphere now confronted by all political actors has produced new opportunities for social progress and democratic reform, as well as new channels for state propaganda and terrorist spectaculars such as those performed by the Islamic State and Al Qaeda. In this major work, McNair argues that the role of digital communication will be crucial in determining the outcome of pressing global issues such as the future of feminism and gay rights, freedom of speech and media, and democracy itself.

Functional expression and subcellular localization of the Cl- cotransporters KCC2 and NKCC1 in rodent hippocampal and neocortical neurons

The work presented here has focused on the role of cation-chloride cotransporters (CCCs) in (1) the regulation of intracellular chloride concentration within postsynaptic neurons and (2) on the consequent effects on the actions of the neurotransmitter gamma-aminobutyric acid (GABA) mediated by GABAA receptors (GABAARs) during development and in pathophysiological conditions such as epilepsy. In addition, (3) we found that a member of the CCC family, the K-Cl cotransporter isoform 2 (KCC2), has a structural role in the development of dendritic spines during the differentiation of pyramidal neurons. Despite the large number of publications dedicated to regulation of intracellular Cl-, our understanding of the underlying mechanisms is not complete. Experiments on GABA actions under resting steady-state have shown that the effect of GABA shifts from depolarizing to hyperpolarizing during maturation of cortical neurons. However, it remains unclear, whether conclusions from these steady-state measurements can be extrapolated to the highly dynamic situation within an intact and active neuronal network. Indeed, GABAergic signaling in active neuronal networks results in a continuous Cl- load, which must be constantly removed by efficient Cl- extrusion mechanisms. Therefore, it seems plausible to suggest that key parameters are the efficacy and subcellular distribution of Cl- transporters rather than the polarity of steady-state GABA actions. A further related question is: what are the mechanisms of Cl- regulation and homeostasis during pathophysiological conditions such as epilepsy in adults and neonates? Here I present results that were obtained by means of a newly developed method of measurements of the efficacy of a K-Cl cotransport. In Study I, the developmental profile of KCC2 functionality during development was analyzed both in dissociated neuronal cultures and in acute hippocampal slices. A novel method of photolysis of caged GABA in combination with Cl- loading to the somata was used in this study to assess the extrusion efficacy of KCC2. We demonstrated that these two preparations exhibit a different temporal profile of functional KCC2 upregulation. In Study II, we reported an observation of highly distorted dendritic spines in neurons cultured from KCC2-/- embryos. During their development in the culture dish, KCC2-lacking neurons failed to develop mature, mushroom-shaped dendritic spines but instead maintained an immature phenotype of long, branching and extremely motile protrusions. It was shown that the role of KCC2 in spine maturation is not based on its transport activity, but is mediated by interactions with cytoskeletal proteins. Another important player in Cl- regulation, NKCC1 and its role in the induction and maintenance of native Cl- gradients between the axon initial segment (AIS) and soma was the subject of Study III. There we demonstrated that this transporter mediates accumulation of Cl- in the axon initial segment of neocortical and hippocampal principal neurons. The results suggest that the reversal potential of the GABAA response triggered by distinct populations of interneurons show large subcellular variations. Finally, a novel mechanism of fast post-translational upregulation of the membrane-inserted, functionally active KCC2 pool during in-vivo neonatal seizures and epileptiform-like activity in vitro was identified and characterized in Study IV. The seizure-induced KCC2 upregulation may act as an intrinsic antiepileptogenic mechanism.

Initiation with Elongator tRNAs

In all domains of life, initiator tRNA functions exclusively at the first step of protein synthesis while elongator tRNAs extend the polypeptide chain. Unique features of initiator tRNA enable it to preferentially bind the ribosomal P site and initiate translation. Recently, we showed that the abundance of initiator tRNA also contributes to its specialized role. This motivates the question, can a cell also use elongator tRNA to initiate translation under certain conditions? To address this, we introduced non-AUG initiation codons CCC (Pro), GAG (Glu), GGU (Gly), UCU (Ser), UGU (Cys), ACG (Thr), AAU (Asn), and AGA (Arg) into the uracil DNA glycosylase gene (ung) used as a reporter gene. Enzyme assays from log-phase cells revealed initiation from non-AUG codons when intracellular initiator tRNA levels were reduced. The activity increased significantly in stationary phase. Further increases in initiation from non-AUG codons occurred in both growth phases upon introduction of plasmid-borne genes of cognate elongator tRNAs. Since purine-rich Shine-Dalgarno sequences occur frequently on mRNAs (in places other than the canonical AUG codon initiation contexts), initiation with elongator tRNAs from the alternate contexts may generate proteome diversity under stress without compromising genomic integrity. Thus, by changing the relative amounts of initiator and elongator tRNAs within the cell, we have blurred the distinction between the two classes of tRNAs thought to be frozen through years of evolution.

Analysis of volatility transmissions in integrated and interconnected markets: The case of the Iberian and French markets

This paper models the mean and volatility spillovers of prices within the integrated Iberian and the interconnected Spanish and French electricity markets. Using the constant (CCC) and dynamic conditional correlation (DCC) bivariate models with three different specifications of the univariate variance processes, we study the extent to which increasing interconnection and harmonization in regulation have favoured price convergence. The data consist of daily prices calculated as the arithmetic mean of the hourly prices over a span from July 1st 2007 until February 29th 2012. The DCC model in which the variances of the univariate processes are specified with a VARMA(1,1) fits the data best for the integrated MIBEL whereas a CCC model with a GARCH(1,1) specification for the univariate variance processes is selected to model the price series in Spain and France. Results show that there are significant mean and volatility spillovers in the MIBEL, indicating strong interdependence between the two markets, while there is a weaker evidence of integration between the Spanish and French markets. We provide new evidence that the EU target of achieving a single electricity market largely depends on increasing trade between countries and homogeneous rules of market functioning.

I. Nuclear spin-internal-rotation-coupling. II. Fluorine spin-rotation interaction and magnetic shielding in fluorobenzene

Part I.

The interaction of a nuclear magnetic moment situated on an internal top with the magnetic fields produced by the internal as well as overall molecular rotation has been derived following the method of Van Vleck for the spin-rotation interaction in rigid molecules. It is shown that the Hamiltonian for this problem may be written

H_SR = Ῑ · M · Ĵ + Ῑ · M” · Ĵ”

Where the first term is the ordinary spin-rotation interaction and the second term arises from the spin-internal-rotation coupling.

The F¹⁹ nuclear spin-lattice relaxation time (T₁) of benzotrifluoride and several chemically substituted benzotrifluorides, have been measured both neat and in solution, at room temperature by pulsed nuclear magnetic resonance. From these experimental results it is concluded that in benzotrifluoride the internal rotation is crucial to the spin relaxation of the fluorines and that the dominant relaxation mechanism is the fluctuating spin-internal-rotation interaction.

Part II.

The radiofrequency spectrum corresponding to the reorientation of the F¹⁹ nuclear moment in flurobenzene has been studied by the molecular beam magnetic resonance method. A molecular beam apparatus with an electron bombardment detector was used in the experiments. The F¹⁹ resonance is a composite spectrum with contributions from many rotational states and is not resolved. A detailed analysis of the resonance line shape and width by the method of moments led to the following diagonal components of the fluorine spin-rotational tensor in the principal inertial axis system of the molecule:

F/Caa = -1.0 ± 0.5 kHz

F/Cbb = -2.7 ± 0.2 kHz

F/Ccc = -1.9 ± 0.1 kHz

From these interaction constants, the paramagnetic contribution to the F¹⁹ nuclear shielding in C₆H₅F was determined to be -284 ± ppm. It was further concluded that the F¹⁹ nucleus in this molecule is more shielded when the applied magnetic field is directed along the C-F bond axis. The anisotropy of the magnetic shielding tensor, σ_” - σ_⊥, is +160 ± 30 ppm.

Validação da impedância bioelétrica para determinação da composição corporal em mulheres no período pós parto

O período pós-parto pode ser considerado a fase em que a mulher está exposta a retenção de massa corporal (MC) e desenvolvimento da obesidade. Na maioria das situações valorizam-se mais a perda de MC e pouco se conhece a respeito dos componentes que estão sendo mobilizados. Desta forma, há interesse de se validar técnicas acessíveis, como a impedância bioelétrica (BIA), que possam ser aplicadas no acompanhamento nutricional destas mulheres. O presente estudo teve como objetivo validar diferentes modelos de impedância bioelétrica (BIA) para a determinação da composição corporal em mulheres pós-parto tendo como ?padrão ouro? a técnica de absorciometria de dupla energia de raio X(DXA). A amostra foi composta por 46 mulheres no período pós-parto com idade acima de 18anos, inicialmente recrutadas e convidadas a participar da pesquisa, logo após o parto, para posteriormente serem avaliadas. A composição corporal (CC) foi mensurada através de três aparelhos distintos de BIA: RJL , BIO e Tanita e pela DXA. Os componentes101450BC 533corporais medidos foram: massa livre de gordura (MLG), massa gorda (MG) e percentual degordura corporal (%GC). Na análise estatística foram calculadas as médias e desvio-padrãodas variáveis contínuas. A concordância entre os componentes corporais determinados pelaDXA e cada BIA foi avaliada pelo método de Bland & Altman e pelo coeficiente decorrelação de concordância (CCC). Para comparação de médias das variáveis obtidas por BIAe DXA para cada faixa de índice de massa corporal (IMC), foi aplicada a ANOVA e oadotado o teste post-hoc de Tukey. O nível de significância adotado foi de 95% (p=0,05). Amédia ( desvio padrão) de idade foi de 25,5 4,6 anos, a MC de 73,6 12,2kg, o IMC de28,7 4,3kg/m, a MG de 29,87,4kg, a MLG de 43,25,7kg e o %GC de 41,84,3%,obtidos pelo DXA. Ao comparar-se os resultados dos diferentes equipamentos com o método padrão-ouro, verificou-se que houve diferença significativa entre a DXA e as BIA para todos componentes corporais, com exceção da MG fornecida pelo RJL (27,1Kg) e TAN (27,1Kg)em relação à DXA (29,8Kg). Os resultados mostraram haver uma boa reprodutibilidade emrelação aos aparelhos de BIA TAN (r=0,74; r=0,90) e RJL (r=0,78; r=0,89) para MLG e MG.Verificou-se que os equipamentos de BIA TAN e RJL forneceram estimativas semelhantes em relação à MLG, MG e %GC. Em relação aos valores da DXA o equipamento que mais se aproximou foi a TAN e o RJL quando avaliada a MG considerando todas as mulheres, mas quando estratificadas segundo o IMC, a análise foi mais acurada em mulheres obesas.Entretanto, a concordância não foi satisfatória entre os componentes corporais fornecidos pelas BIA em relação à DXA. As BIAs avaliadas no presente estudo subestimaram o %GC e superestimaram a MLG para esse grupo de mulheres no período pós-parto. Conclui-se que as BIA avaliadas não são recomendadas para avaliação da CC neste grupo de mulheres no período pós-parto.

Identidade cultural e imagem de si: construções de subjetividades no Território do Centro Cultural Cartola - Mangueira/RJ

A presente Dissertação de Mestrado trata da construção da subjetividade de crianças que frequentam o Centro Cultural Cartola (CCC), na Mangueira/RJ, a partir da relação estabelecida entre território, identidade cultural e imagem de si. O trabalho foi fundamentado em uma metodologia participativa, baseada na compreensão do espaço proposta por Bourdieu (1988, 1998), a partir dos conceitos de campo social, espaço social e habitus. A técnica de ação da pesquisa de campo, por sua vez, fundamentou-se na metodologia de Grupo Operativo de Pichon-Rivière (1991, 1998). Com o intuito de contextualizar e compreender o sentido, dado historicamente, de viver em uma favela no Rio de Janeiro, o texto desta Dissertação inicia-se com o panorama de desenvolvimento da cidade, pelo recorte das relações sociais na ocupação da área urbana e a conjuntura história do início da proliferação das favelas. Descreve-se a história do desenvolvimento da Mangueira enquanto campo social onde se localiza o CCC, cujos objetivos, práticas e a história de Angenor de Oliveira, o Cartola, são elementos essências para a compreensão dos valores morais transmitidos desde a infância e de extrema importância na construção da subjetividade dos moradores da Mangueira. O Grupo Operativo desenvolveu-se com crianças que participam da Ação Griô do CCC, projeto que, por meio da história oral, privilegia a narrativa de experiências e objetiva promover a reapropriação da identidade cultural da Mangueira. Sendo assim, analisaram-se os conceitos de cultura e identidade cultural que, inseridos na contemporaneidade, se ressignificam e se constroem enquanto múltiplos e processuais. Discutiu-se, ainda, a formação da imagem de si, entendida, em sua dinamicidade, como a capacidade de reconhecer-se, ao exercer influência nas escolhas e decisões feitas pelo sujeito, em benefício da autoestima. As conclusões apontam que práticas como as do CCC exemplificam uma luta resistente de preservação e reapropriação da cultura local, por ocuparem o espaço de cidadania cultural, pela apropriação positiva do território e pelo fortalecimento da identidade cultural de ser Mangueirense. Além disso, também influenciam na construção da subjetividade do sujeito.

Interação em processos de construção compartilhada do conhecimento: uma experiência de educação a distância com enfermeiros da saúde da família

A educação a distância (EAD) é uma importante estratégia na realização de atividades de educação permanente em saúde. Contudo, as raízes pedagógicas de muitas destas práticas convergem para a reapresentação de uma educação tradicional e transmissora, sobretudo pela inexistência de momentos de interação social que possibilitem a troca e o compartilhamento de saberes. Neste sentido, os fóruns on line são considerados um importante recurso para promover um cenário interativo e estimular processos de construção compartilhada do conhecimento (CCC). Nesta pesquisa, defende-se a tese de que dentro da lógica dos processos de educação permanente em saúde, o fórum representa uma ferramenta interativa e possibilita a construção de saberes compartilhados. Assim, o objetivo geral é analisar os fóruns interativos como espaço de processos de ensino-aprendizagem entre enfermeiros da Estratégia de Saúde da Família em um curso de especialização em saúde da família a distância. Além disso, são objetivos específicos desta pesquisa: compreender a política e os projetos de educação permanente em saúde no Brasil; observar as interações sugestivas de processos de construção compartilhada do conhecimento entre alunos e tutores; analisar a percepção dos discentes do curso sobre o fórum interativo e as possíveis repercussões deste em sua prática profissional. A metodologia escolhidabaseia-se no estudo de caso. Na coleta de dados, foram utilizados questionários on line e análise dos fóruns temáticos das disciplinas do curso, segundo análise de suas redes sociais. Tal análise desdobrou-se na construção de três categorias: as relações comunicacionais e os processos interativos como essencialidades da CCC; a formação de grupos as redes sociais na EAD; o tutor como mediador do espaço virtual. Observou-se, neste estudo, que a construção das redes sociais dentro de uma turma de EAD obedece à mesma lógica daquelas construídas presencialmente, ou seja, é baseada na identificação com o grupo e na aceitação de ideias expostas por um determinado coletivo. Os tutores possuem papel essencial na formação das redes sociais e, também, no surgimento das relações dialógicas. As relações de cooperação dentro dos fóruns interativos indicam a existência de processos de CCC; contudo, assim como nas relações presenciais, é impossível dimensionar a influência e as consequências sociais destas construções na vida dos sujeitos. Conclui-se que o fórum possibilita a existência de relações comunicacionais, porém os desdobramentos interativos, bem como os processos de CCC, dependem, não só do instrumento utilizado, mas de outros fatores, como o estímulo do professor-tutor, a participação dos alunos e a criação de redes sociais cooperativas.

Território de gente e de música: Jovens no Centro cultural Cartola e o cotidiano de uma experiência

Este trabalho busca compor um quadro das práticas cotidianas de jovens frequentadores das oficinas de jazz oferecidas pelo Centro Cultural Cartola (CCC). Contextualizado dentro de um universo tradicionalmente conhecido por sua origem no samba, esse território de arte e de expressão através do corpo e da música contempla outros movimentos musicais, principalmente o jazz e o moderno, possibilitando um conjunto de múltiplos sentidos e ressignificações na vida destes participantes. Como fundamentação epistemológica, foi utilizada a Teoria Ator-Rede (TAR), concebida como forma de abordar a fabricação dos fatos, ao abranger, simetricamente, natureza e sociedade, humano e não humano. Foram igualmente consideradas as possíveis configurações de interação e sociabilidade que envolvem território, sujeito e demais atores da rede, os quais conseguem reconhecer-se diante do outro, do diferente, e construírem um projeto individual e coletivo frente à sociedade multicultural em que estão inseridos. Para isso, foram realizadas entrevistas que, por sua vez, são complementos à descrição interpretativa registrada no diário de campo, permitindo a dimensão de improviso, de manejo das situações e de envolvimento nas incessantes redefinições processuais. O campo explorado foi, estritamente, o de jovens adolescentes, num recorte etário de 14 a 21 anos. Todos deveriam estar matriculados na escola ensino fundamental e médio e residir em comunidade, não sendo necessariamente a Mangueira. As abordagens contemplaram também as incontáveis participações do professor da oficina de jazz. Durante o processo, emanou-se a existência de um apaixonamento e de uma apropriação por parte de todos os envolvidos com a oficina: parte administrativa, pedagógica e docente, garantindo autonomia e diferencial no universo social do grupo, cujas escolhas legitimam o quanto o investimento na cultura produz artistas conscientes da beleza inerente à própria arte e aos afetamentos daí advindos. Interessante ressaltar que o samba funciona como marca histórica e temporal do CCC, mas a principal motivação ali percebida estava no encontro mediado pela dança, junção corpo/música, presente na vida dos participantes desde a infância, além do prazer de pertencerem a um grupo afim, movido por histórias semelhantes. Junto a isso, o professor exercia o papel de liderança velada, a mediar as relações e a produzir efeitos de coesão grupal, com suas ideias e incentivo à expressão pela dança, de modo a dar lugar a novas descobertas e ressignificação

O Centro Cultural Cartola e o Processo de Patrimonialização do Samba Carioca

O Centro Cultural Cartola, sediado no bairro da Mangueira, na cidade do Rio de Janeiro, foi criado a partir da observação de que os processos de preservação de memória, de transmissão da história e dos saberes do samba carioca se encontravam profundamente fragilizados pela engrenagem comercial e turística a que foram subvertidos, principalmente nos redutos tradicionais dessa expressão cultural. Reconhecido como Ponto de Cultura, em 2005, o Centro Cultural Cartola foi proponente da candidatura do samba do Rio de Janeiro a Patrimônio Cultural Imaterial Brasileiro e, desde então, vem trabalhando o protagonismo social de sambistas, visando a sua afirmação social e a salvaguarda desse patrimônio, com a implantação de uma política de resgate, valorização e difusão dos bens registrados: Partido- Alto, Samba de Terreiro e Samba-enredo. Desde 2009, passou a ser reconhecido como um Pontão de Cultura. Esta pesquisa de doutorado tem por hipótese central verificar o impacto da política de patrimônio junto aos agentes de cultura popular e como esse fato vem possibilitar- lhes sua elevação à condição de protagonistas sociais da própria história, a fim de garantir- lhes direitos e a valorização da identidade cultural que representam. Paralelamente, procurou- se conhecer a implantação de um museu de memória social, bem como levantar as principais conquistas e dificuldades do CCC no cumprimento de sua missão institucional, no que se refere à preservação do samba carioca e às interferências sociohistóricas a que é submetido, considerando-o como algo fluído e mutante. Parte essencial será também verificar se o discurso dos sambistas sobre sua arte e identidade mudou com a incorporação do conceito de patrimônio. Ressalta-se que a implantação do processo de salvaguarda das matrizes do samba do Rio de Janeiro que não está dissociada dos seus criadores e das práticas socioculturais na construção de ações de preservação, fomento e difusão de bens titulados