Efeitos da exposição à nicotina e/ou ao etanol durante a adolescência: alterações glutamatérgicas e na memória visuoespacial de camundongos

Adolescentes humanos frequentemente associam o fumo do tabaco ao consumo de bebidas alcoólicas. A despeito desta associação, pouco se sabe sobre a neurobiologia básica da coexposição no cérebro adolescente. No presente estudo, avaliamos os efeitos da exposição, que ocorreu do 30 ao 45 dia de vida pós natal (PN30 a PN45), à nicotina e/ou ao etanol durante a adolescência (PN38-45) e da retirada (PN50-57) na memória visuoespacial através do Labirinto Aquático de Morris (LAM: 6 sessões + 1 prova, 3 tentativas/sessão, latência = 2 min), em 4 grupos de camundongos Suíços machos e fêmeas: (1) exposição concomitante à NIC [solução de nicotina free base (50 μg/ml) em sacarina a 2% para beber] e ETOH [solução de etanol (25%, 2 g/kg) injetada i.p. em dias alternados]; (2) exposição à NIC; (3) exposição ao ETOH; (4) veículo (VEH). Uma vez que os resultados comportamentais podem sofrer a interferência de alterações motoras, avaliamos (a) a atividade locomotora no Teste de Campo Aberto (sessão única, 5 min) e (b) a coordenação e o equilíbrio no Teste de Locomoção Forçada sobre Cilindro Giratório (5 tentativas, latência = 2 min). Para os efeitos da exposição à NIC e/ou ao ETOH na eficiência do transporte de aminoácidos excitatórios, avaliamos a captação de [3H] D-aspartato no hipocampo. A expressão do transportador glial GLAST/EAAT1 foi avaliada por Western-blot. Durante a exposição, animais ETOH e NIC+ETOH apresentaram déficits de memória nas sessões de teste e de prova no LAM enquanto, na retirada, os grupos NIC e NIC+ETOH apresentaram prejuízos na retenção. Não houve diferenças significativas entre os grupos de tratamento em nenhum dos parâmetros testados em ambos os testes motores, tanto na exposição quanto na abstinência. Os grupos NIC, ETOH e NIC+ETOH tiveram uma diminuição significativa na captação de [3H] D-aspartato ao final do período de exposição, com uma normalização da atividade dos EAATs na retirada das drogas. O tratamento com NIC e ETOH reduziu ainda a expressão de GLAST/EAAT1 no hipocampo em ambas as idades testadas. O uso de etanol na adolescência causa prejuízos à memória de camundongos, com um efeito negativo mais acentuado quando associado à nicotina. Contudo, a retirada da nicotina apresentou um efeito mandatório nos danos encontrados. Ambas as drogas, isoladamente ou na coexposição, alteram os níveis de atividade e expressão dos EAATs, sugerindo que os resultados bioquímicos estejam implicados nas alterações comportamentais encontradas.

Nicotina e/ou estresse por contenção durante a adolescência de camundongos: efeitos em comportamentos de ansiedade, sociabilidade e comportamentos associados à depressão

Há um extenso número de evidências apontando para o estresse como tendo um papel crítico na iniciação, manutenção e relapso após a retirada, do hábito do tabagismo. De modo geral, adolescentes são mais sensíveis aos efeitos no sistema nervoso central de ambos estresse e nicotina, principal componente psicoativo do cigarro. No entanto, há uma escassez de estudos em neurobiologia básica que avaliem as possíveis interações entre os efeitos no sistema nervoso central entre nicotina e estresse nesta idade. Deste modo, o objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos da exposição à nicotina e estresse durante a adolescência de camundongos em comportamentos sociais e comportamentos associados a ansiedade e depressão. Para este estudo utilizamos camundongos Suíços de ambos os sexos. A partir do 30 dia pós-natal (PN) camundongos foram expostos à nicotina (até PN40) e/ou estresse (até PN38 para os animais avaliados em PN39-40 e PN40 para os animais avaliados nas outras idades). Desta forma, utilizamos quatro grupos experimentais: 1) Exposição concomitante de solução de nicotina (diluida na água potável, 50g/ml) e estresse por contenção (1h/dia); 2) Exposição somente à nicotina via oral; 3) Exposição somente ao estresse por contenção; 4) Grupo controle. Para a avaliação comportamental utilizamos: o teste do labirinto em cruz elevado (LCE), o teste de abordagem social de três câmaras (TS) e o teste do nado forçado (FST). Cada animal foi avaliado nos três testes, em um entre três momentos: ao final do período de exposição (PN39/40), após um curto período a partir do término da exposição (PN44/45) ou na vida adulta (PN69/70). A exposição ao estresse promoveu menor ganho de massa corporal durante a adolescência, sendo o consumo de nicotina incapaz de alterar este parâmetro. Além disso, o estresse não afetou o consumo da solução de nicotina. Nosso modelo não foi capaz de alterar os parâmetros de ansiedade avaliados pelo teste do LCE. Entretanto, a exposição de estresse em concomitância com nicotina gerou hiperatividade ao final do período de exposição em ambos os sexos. Na avaliação do TS e do FST observamos alterações significativas somente após período de retirada. Após um curto período de abstinência pela nicotina, fêmeas apresentaram aumento do comportamento associado à depressão, tendo este efeito sido revertido pela exposição concomitante ao estresse. De forma contrária, na mesma idade, somente a exposição combinada promoveu aumento do comportamento associado à depressão em machos. Além disso, nossos resultados sugerem um aumento de sociabilidade no grupo submetido a exposição combinada após longo período de interrupção da exposição durante a vida adulta. O presente trabalho fornece evidências experimentais que indicam que nicotina e estresse interagem durante a adolescência resultando em alterações na resposta emocional durante o período de exposição e tardiamente, após a sua interrupção causando alterações que perduram até o início da vida adulta.

Efeito da privação de sono paradoxal na expressão de receptores para glicocorticoides no hipocampo e no aprendizado e memória

Vários trabalhos têm demonstrado uma relação entre sono e memória. Desta forma, tem sido descrito um papel importante do sono na consolidação da memória e um efeito negativo pela privação do mesmo. O hipocampo é uma região importante para a formação e consolidação da memória espacial, e contém uma alta expressão de receptores para corticosteróides. As ações dos corticosteróides no hipocampo são fundamentais para a aquisição de memória e dependem de um balanço adequado entre receptores de Glicocorticóides (RGc) e Mineralocorticóides (RMn). Assim é descrito na literatura que um aumento na expressão de RMn é promotor de aquisição de memória, enquanto que um aumento na expressão de RGc produz um efeito negativo. Apesar dos níveis circulantes de glicocorticóides na privação de sono paradoxal (PSP), não serem responsáveis pelo enfraquecimento de memória, não existem dados sobre a expressão dos receptores para corticosteróides no hipocampo, após PSP. Neste trabalho tivemos como objetivo investigar a expressão de receptores de Glicocorticóides no hipocampo, bem como avaliar aprendizado e memória em ratos privados de sono paradoxal. Ratos Wistar machos (250- 350g) foram submetidos à PSP, utilizando-se o método de múltiplas plataformas por um período de 96 horas. Após 96h de privação os animais foram anestesiados e perfundidos. Secções de 25 μm na área do hipocampo foram obtidas e reagidas com anticorpos para receptores de Glicocortidóides. Avaliamos as áreas CA1, CA3 e Giro Denteado. O aprendizado e memória espacial foram avaliados através do teste do labirinto aquático de oito braços, antes e após o período de privação de sono. Avaliou-se a latência de escape e o número de erros obtidos. O grupo PSP apresentou um aumento na expressão de RGc nas regiões: CA1 e Giro Denteado, não se observando diferença significativa na região CA3. A PSP prévia aos testes de aprendizado e memória não provocou alterações significativas. A privação de sono pós-aprendizado também não produziu diferenças estatisticamente significativas, mas um aumento no tempo de latência de escape e número de erros sugere um enfraquecimento na consolidação da memória. O aumento na expressão de RGc nas áreas estudadas, pode ser consequente a uma alteração no balanço entre os receptores para corticosteróides no hipocampo e ser responsável por alterações no aprendizado e memória em ratos PSP.

Efeitos comportamentais e endócrinos do tratamento com a vareniclina em um modelo experimental de exposição à nicotina durante a adolescência

A nicotina é considerada o principal componente psicoativo do tabaco e esta induz seus efeitos farmacológicos centrais atuando em receptores nicotínicos colinérgicos (nAChRs). A maturação dos sistemas colinérgicos é consolidada durante o período da periadolescência, o que sugere que o cérebro do adolescente é vulnerável aos efeitos de estimulantes colinérgicos. Dados os efeitos deletérios do consumo de tabaco, incluindo a dependência, têm sido desenvolvidas estratégias terapêuticas para facilitar a interrupção do uso. A mais recente é o uso da vareniclina, um agonista parcial dos nAChRs α4β2. Pouco se sabe sobre os efeitos da exposição à nicotina na adolescência e menos ainda dos efeitos de curto e longo prazos dos tratamentos disponíveis para a reversão da dependência ainda durante este período. Neste sentido, os objetivos desse trabalho foram o de estudar os comportamentos associados à ansiedade e busca por novos estímulos e a função adrenal em animais expostos à fumaça do cigarro durante a adolescência e subsequentemente tratados com procedimento para reversão de dependência à nicotina. Esse estudo utilizou 150 camundongos Suíços adolescentes (de ambos os sexos). Os animais foram expostos à solução aquosa de nicotina (50g/ml - NIC) ou de sacarina (2% - SAC) v.o. do 30o dia de vida pós-natal (PN) à PN45 e submetidos aos seguintes tratamentos por gavagem de PN45 à PN56: 1) vareniclina (0,1 ou 1,0 mg/kg/dia, VAR1 e VAR2 respectivamente); 2) veículo (VEH); 3) nicotina na dose utilizada entre PN30 e PN45 (NIC). Sete grupos experimentais foram utilizados: SACVEH, SACVAR1, SACVAR2, NICVEH, NICVAR1, NICVAR2 e NICNIC. Em PN55, os animais foram submetidos ao teste do labirinto em cruz elevado (LCE) por 5 min, e duas depois ao teste do campo vazado (CV) também por 5 min. Os tecidos coletados em PN56 (após o sacrifício dos animais) foram: adrenal esquerda para a verificação do conteúdo de catecolaminas, adrenal direita para avaliação da expressão da tirosina hidroxilase e soro para a dosagem de corticosterona. Os nossos resultados demonstraram que no final da vigência do tratamento não foram encontradas diferenças entre os grupos no comportamentos associados à ansiedade do LCE e nos associados à busca por novos estímulos no CV. Por outro lado, a análise do número de orifícios explorados no centro do CV, também utilizado como medida de ansiedade, sugerem que a vareniclina por si só e a exposição continuada à nicotina são ansiogênicas mas que que o tratamento com vareniclina após a exposição à nicotina mantém os resultados dentro da normalidade. Do ponto de vista endócrino, o conteúdo adrenal de catecolaminas foi corrigido pelo tratamento com vareniclina, os níveis séricos de corticosterona foram aumentados pela exposição à nicotina enquanto o tratamento com vareniclina aumentou a expressão de tirosina hidroxilase. Nosso estudo indica que, no final da vigência do tratamento, tanto aspectos comportamentais como endócrinos estão significativamente afetados em nosso modelo de exposição à nicotina durante a adolescência e tratamento subsequente com vareniclina. Estudos futuros deverão avaliar estes parâmetros em períodos posteriores, com o objetivo de verificar se as alterações observadas persistem na vida adulta.

Análise comportamental de ratos Wistar machos em diferentes idades em um modelo de programação metabólica pela restrição protéica materna durante a lactação

A desnutrição neonatal em ratos resulta em alterações metabólicas e endócrinas nas proles a curto e a longo prazo. Sabe-se que algumas destas alterações, como o conteúdo aumentado de catecolaminas adrenais e a hipercorticosteronemia nos animais adultos estão associadas a alterações comportamentais. Não se sabe, no entanto, se as alterações comportamentais observadas estão presentes desde o insulto original, a desnutrição, ou se estas se desenvolvem ao longo do tempo. Neste sentido, avaliamos em ratos Wistar os efeitos da programação pela restrição protéica materna durante a lactação sobre os parâmetros comportamentais relacionados à ansiedade, à atividade locomotora e à memória/aprendizado em diferentes idades ao longo do desenvolvimento. Ao nascimento das suas proles as progenitoras foram separadas em: Grupo restrição protéica (RP) - que recebeu ração hipoprotéica (8% de proteína) do nascimento ao desmame [dia pós-natal (P) 21], e Grupo CONT (controle) - que recebeu ração normoprotéica neste período. Os seguintes testes comportamentais foram realizados com a prole (21 animais / grupo / idade) em P21, P45, P90 e P180: 1) labirinto em cruz elevado (LCE) - avalia comportamentos associados à ansiedade; 2) campo aberto (CA) - avalia atividade locomotora; 3) labirinto aquático radial de oito braços (LAROB) - avalia memória e aprendizado. Após os testes comportamentais, os animais foram sacrificados por decapitação, o sangue foi coletado para dosagem da corticosterona sérica e a glândula adrenal para quantificação das catecolaminas adrenais. No LCE, os animais RP apresentaram aumentos significativos nas variáveis associadas à ansiedade quando comparado ao grupo CONT somente em P21. No CA foi observada uma redução significativa no número de retângulos percorridos pelo grupo RP somente na idade de P90. No LAROB não identificamos diferenças significativas entre os grupos durante os quatro primeiros dias de teste, independente da idade. No quinto dia de testes (probe trial), o grupo RP mostrou uma diminuição na latência para encontrar a plataforma, em P21 e P180. Quanto à função adrenal, o grupo RP apresentou uma diminuição nos valores de corticosterona sérica em P90, e um aumento no conteúdo de catecolaminas adrenais quando comparado ao grupo CONT em P21 e P180. Nas demais idades analisadas não foram encontradas diferenças significativas entre os grupos. Nossos dados indicam que os animais do grupo RP apresentam: 1) redução do comportamento associado à ansiedade no final do período de lactação; 2) redução da atividade locomotora em adultos jovens; 3) melhora do desempenho de memória e aprendizado no final da lactação e na idade adulta (P180). Adicionalmente, os dados indicam que há uma associação entre alterações nos parâmetros comportamentais e da função adrenal. Podemos concluir que a restrição protéica durante o período de lactação em ratos afeta o comportamento apresentado ao longo da vida e que o padrão temporal dos efeitos varia em função do comportamento estudado.

Both stress experience and age determine the impairment or enhancement effect of stress on spatial memory retrieval

It has been documented that stress or glucocorticoids have conflicting effects on memory under different conditions. However, it is not fully understood why stress can either impair or enhance memory. Here, we have examined the performance of six age groups of Wistar rats in a water maze spatial task to evaluate the effects of stress under different conditions. We found that the impairment or enhancement effect of an 'elevated platform' (EP) stress on memory was dependent on previous stress experience and on age. EP stress impaired memory retrieval in water maze naive animals. but enhanced rather than impaired memory retrieval in young water maze stress-experienced animals. Furthermore, exogenously applied corticosterone or foot shock stress before water maze training prevented the impairment of memory retrieval that should be induced by treatment with corticosterone or foot shock before the 'probe trial'. Again, memory retrieval was enhanced in young animals under these conditions, and this enhancement can be prevented by the glucocorticoid receptor antagonist RU 38486. Thus, glucocorticoid receptor activation not only induced impairment of memory but also increased the capacity of young animals to overcome a later stress. The present findings suggest that the effect of stress on memory can be switched from impairment to enhancement dependent on both stress experience and age.

长期注射吗啡对戒断后小鼠Y－迷宫空间识别记忆的影响

使用急性成瘾性药物会影响大脑功能,随着药物使用时间的延长,这种影响更加广泛、持久,并且在药物成断后的很长时间内依然存在.实验表明,急性及短期吗啡给予小鼠和戒断均损伤了其Y迷宫空间识别记忆能力,但这种损伤短暂且可逆.本实验小鼠被连续注射吗啡(40mg/kg·day,i p)或生理盐水21天,利用Y迷宫来检测长期吗啡给予后在戒断第2、9和19天,吗啡对小鼠空间识别记忆的影响.结果表明,连续吗啡给予21天后,在戒断第2、9和19天,小鼠Y迷宫空识别记忆能力均受到损伤,提示长期给予小鼠吗啡会导致其空间识别记忆能力的长期损伤.

磁场对小鼠两种迷宫学习记忆的影响

据发现,磁场对生物体有一定作用,但是磁场对于人类或实验动物的学习记忆是否有影响,目前的报道结果很不一致本实验采用实验小白鼠,给予不同强度(65高斯/50Hz,35高斯/25Hz)的低频磁场照射(每天1小时,持续25天)。磁场照射后,采用旷场行为测试、Y-迷宫和Morris水迷宫,检测小鼠的活动性、空间辨别、空间学习记忆和非空间学习记忆能力。结果表明:65高斯/50Hz磁场显著增高小鼠的活动性,并损伤小鼠Y-迷宫的空间辨别能力,但对Morris水迷宫的空间、非空间学习记忆无明显影响。35高斯/25Hz磁场处理动物行为在三个指标上均接近对照组。提示:长期的磁场照射可能会给动物,甚至人类造成一些影响。

Long-term exposure to extremely low-frequency magnetic fields impairs spatial recognition memory in mice

1. In the present study, we investigated the short- and long-term effects of extremely low-frequency (ELF) magnetic fields on spatial recognition memory in mice by using a two-trial recognition Y-maze that is based on the innate tendency of rodents to exp

Pentylenetetrazole-induced status epilepticus following training does not impair expression of morphine-induced conditioned place preference

Learning and memory play an important role in morphine addiction. Status epilepticus (SE) can impair the spatial and emotional learning and memory. However, little is known about the effects of SE on morphine-induced conditioned place preference (CPP). Th

The stress experience dependent long-term depression disassociated with stress effect on spatial memory task

Behavioral stress can either block or facilitate memory and affect the induction of long-term potentiation (LTP) and long-term depression (LTD). However, the relevance of the stress experience-dependent long-term depression (SLTD) to spatial memory task is unknown. Here we have investigated the effects of acute and sub-acute elevated platform (EP) and foot shock (FS) stress on LTD induction in CA1 region of the hippocampus of anesthetized rats and spatial memory in Morris water maze. We found that LTD was facilitated by acute EP stress, but not by sub-acute EP stress that may be due to the fast adaptation of the animals to this naturalistic mild stress. However, FS stress, an inadaptable strong stress, facilitated LTD induction both in acute and sub-acute treatment. In addition, with the same stress protocols, acute EP stress impaired spatial memory but the sub-acute EP stressed animals performed the spatial memory task as well as the controls, may due to the same reason of adaptation. However, acute FS stress slightly impaired learning but sub-acute FS even enhanced memory retrieval. Our results showed that SLTD was disassociated with the effect of stress on memory task but might be related to stress experience-dependent form of aberrant memory. (C) 2003 Elsevier Science Ireland Ltd. and the Japan Neuroscience Society. All rights reserved.

Lead exposure through gestation-only caused long-term learning/memory deficits in young adult offspring

Numerous observations in clinical and preclinical studies indicate that the developing brain is particular sensitive to lead (Pb)'s pernicious effects. However, the effect of gestation-only Pb exposure on cognitive functions at maturation has not been studied. We investigated the potential effects of three levels of Pb exposure (low, middle, and high Pb: 0.03%, 0.09%, and 0.27% of lead acetate-containing diets) at the gestational period on the spatial memory of young adult offspring by Morris water maze spatial learning and fixed location/visible platform tasks. Our results revealed that three levels of Pb exposure significantly impaired memory retrieval in male offspring, but only female offspring at low levels of Pb exposure showed impairment of memory retrieval. These impairments were not due to the gross disturbances in motor performance and in vision because these animals performed the fixed location/visible platform task as well as controls, indicating that the specific aspects of spatial learning/memory were impaired. These results suggest that exposure to Pb during the gestational period is sufficient to cause long-term learning/memory deficits in young adult offspring. (C) 2003 Elsevier Inc. All rights reserved.

Stress enables synaptic depression in CA1 synapses by acute and chronic morphine: Possible mechanisms for corticosterone on opiate addiction

The hippocampus, being sensitive to stress and glucocorticoids, plays significant roles in certain types of learning and memory. Therefore, the hippocampus is probably involved in the increasing drug use, drug seeking, and relapse caused by stress. We have studied the effect of stress with morphine on synaptic plasticity in the CA1 region of the hippocampus in vivo and on a delayed-escape paradigm of the Morris water maze. Our results reveal that acute stress enables long-term depression (LTD) induction by low-frequency stimulation (LFS) but acute morphine causes synaptic potentiation. Remarkably, exposure to an acute stressor reverses the effect of morphine from synaptic potentiation ( similar to 20%) to synaptic depression ( similar to 40%), precluding further LTD induction by LFS. The synaptic depression caused by stress with morphine is blocked either by the glucocorticoid receptor antagonist RU38486 or by the NMDA-receptor antagonist D-APV. Chronic morphine attenuates the ability of acute morphine to cause synaptic potentiation, and stress to enable LTD induction, but not the ability of stress in tandem with morphine to cause synaptic depression. Furthermore, corticosterone with morphine during the initial phase of drug use promotes later delayed-escape behavior, as indicated by the morphine-reinforced longer latencies to escape, leading to persistent morphine-seeking after withdrawal. These results suggest that hippocampal synaptic plasticity may play a significant role in the effects of stress or glucocorticoids on opiate addiction.

Effects of pentylenetetrazol-induced brief convulsive seizures on spatial memory and fear memory

Previous Studies have demonstrated that in the pentylenetetrazol (PTZ) kindling model, recurrent seizures either impair or have no effect on learning and memory. However, the effects of brief seizures on learning and memory remain unknown. Here, we found