Dopamina, óxido nítrico e suas interações em modelos para o estudo da esquizofrenia

Modelos experimentais baseados no aumento da neurotransmissão dopaminérgica mimetizam aspectos comportamentais e neuroquímicos característicos da esquizofrenia. Psicoestimulantes, como a anfetamina, são utilizados com esta finalidade, pois aumentam os níveis de dopamina extracelular nas vias mesocorticolímbica e mesoestriatal. As limitações da manipulação direta do sistema dopaminérgico nos modelos animais incentivam abordagens complementares. O óxido nítrico (NO), um neurotransmissor atípico que inibe a recaptação de dopamina e estimula sua liberação, parece modular comportamentos controlados pelo sistema dopaminérgico. O teste de inibição pré-pulso revela uma deficiência no filtro sensório-motor, verificada em esquizofrênicos ou após tratamentos com psicotomiméticos, podendo ser prevenida pela inibição do NO. Esta revisão apresenta evidências da interação do NO com o sistema dopaminérgico em modelos para o estudo da esquizofrenia como uma nova ferramenta de investigação desta patologia.

Determinació dels receptors de dopamina en mostres de cervell

Treball de recerca realitzat per alumnes d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2008. Les alteracions del receptor de dopamina D2 són responsables de molts desordres neuronals que condueixen a malalties com el Parkinson, l’esquizofrènia i l’addicció a drogues. L’objectiu ha estat determinar quina espècie animal és més adient per substituir el teixit humà en l’estudi d’aquest receptor. Per dur a terme aquest estudi s’ha treballat amb nou espècies animals diferents en les quals s’ha relacionat, en funció de l’espècie, la concentració de receptor, la seva afinitat pels lligands agonistes i antagonistes, la seva relació evolutiva... El mètode més utilitzat per a la determinació i la quantificació de receptors hormonals als laboratoris d’investigació de les indústries farmacèutiques és la unió de radiolligands a membranes. Entre aquests experiments, els més emprats són els de desplaçament, en els quals el fàrmac no marcat competeix i desplaça el radiolligand dels centres d’unió del receptor i, tot seguit, es mesura la radioactivitat de la mostra amb un comptador de radioactivitat. Per fer aquest treball també ha calgut calcular la concentració de proteïnes per espectrofotometria i emprar tècniques d’homogeneïtzació i centrifugació. Després d’haver analitzat la concentració, l’afinitat i la relació filogenètica del receptor D2 de cada una de les espècies analitzades, es pot concloure que l’espècie ideal per estudiar aquest receptor, quan no es disposa de mostra humana, és un altre mamífer, i entre els estudiats es consideraria millor la vaca, ja que permet obtenir una gran quantitat de teixit, presenta un contingut apreciable de receptor i la seva afinitat per la dopamina és molt elevada.

Determinação enzimática de dopamina em formulações farmacêuticas utilizando sistema de análise por injeção em fluxo com extrato bruto de abacate (Persea americana)

In this work, a spectrophotometric flow injection analysis system using a crude extract of avocado (Persea americana) as a source of polyphenol oxidase to dopamine determination was developed. The substrates and enzyme concentrations from 2.4x10-7 to 5.3x10-4 mol L-1 and 28 to 332 units mL-1 were evaluated, respectively. In addition, the FIA parameters such as sample loop (50 to 500 µL), flow rate (1.4 to 4.3 mL min-1) and reactor length (100 to 500 cm) were also evaluated in a 0.1 mol L-1 phosphate buffer solution (pH 7.0). Dopamine solution concentrations were determined using 277 units mL-1 enzyme solution, 400 mL enzyme loop, 375 µL sample loop, 2.2 mL min-1 flow rate and a reactor of 350 cm. The analytical curve showed a linearity from 5.3x10-5 to 5.3x10-4 mol L-1 dopamine with a detection limit of 1.3x10-5 mol L-1. The analytical frequency was 46 h-1 and the RSD lower than 0.5% for 5.3x10-4 mol L-1 dopamine solution (n=10). A paired t-test showed that all results obtained for dopamine in commercial formulations using the proposed flow injection procedure and a spectrophotometric procedure agree at the 95% confidence level.

Alterações do ciclo sono-vigília moduladas por Dopamina e suas consequências Mnemônicas

Neuroscience is on a rise of discoveries. Its wide interdisciplinary approach facilitates a more complex understanding of the brain, covering various areas in depth. However, many phenomena that fascinate human kind are far from being fully elucidated, such as the formation of memories and sleep. In this study we investigated the role of the dopaminergic system in the process of memory consolidation and modulation of the phases of sleep-wake cycle. We used two groups of animals: wildtype mice and hiperdopaminergic mice, heterozygous for the gene encoding the dopamine transporter protein. We observed in wild-type mice that the partial blockade of the D2 dopamine receptor by the drug haloperidol caused deficits in memory consolidation for object recognition, as well as a significant reduction in the duration of rapid eye movement sleep (REM). We also found a mnemonic deficit without pharmacological intervention in hiperdopaminergic animals; this deficit was reversed with haloperidol. The results suggest that dopamine plays a key role in memory consolidation for object recognition. The data also support a functional relationship between the dopaminergic system and the modulation of REM sleep

Efeitos renais e cardiovasculares da infusão de dopamina e da solução de cloreto de sódio a 7,5%: estudo experimental em cães com restrição hídrica

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: É controvertido o uso da infusão de dopamina na proteção renal. O objetivo desta pesquisa foi estudar o efeito da dopamina, da solução hipertônica e da associação de ambas em cães com restrição hídrica, simulando o jejum pré-operatório. MÉTODO: Foram estudados, em 32 cães anestesiados com tiopental sódico e fentanil, os seguintes parâmetros da função renal: fluxo plasmático efetivo renal (depuração de para-aminohipurato de sódio), ritmo de filtração glomerular (depuração de creatinina) e as depurações de sódio, de potássio e osmolar, excreção fracionária de sódio e potássio, excreção de sódio e potássio e a resistência vascular renal. Os parâmetros cardiovasculares foram: pressão arterial média, freqüência cardíaca, pressão da veia cava inferior, índice cardíaco, hematócrito e índice de resistência vascular periférica. Os animais foram subdivididos, através de sorteio, em 4 grupos experimentais: Grupo 1 - G1 (n = 8) - grupo controle; Grupo 2 - G2 (n = 8) infusão de dopamina (2 µg.kg-1.min-1), Grupo 3 - G3 (n = 8) solução de cloreto de sódio a 7,5% (2 ml.kg-1) e Grupo 4 - G4 (n = 8) - associação de dopamina (2 µg.kg-1.min-1) e cloreto de sódio a 7,5% (2 ml.kg-1). Os grupos tiveram quatro fases experimentais e cada momento com duração de 30 minutos, compreendendo os momentos M1, M2, M3 e M4. RESULTADOS: O grupo da dopamina (G2) apresentou diminuição da pressão arterial média, da resistência vascular renal e da excreção de potássio. O grupo da solução hipertônica de cloreto de sódio (G3) apresentou aumento do índice cardíaco, do volume urinário, da depuração de sódio e de potássio, da excreção urinária de sódio e potássio e da excreção fracionária de sódio. No grupo da solução hipertônica de cloreto de sódio associada à dopamina (G4), ocorreu elevação da freqüência cardíaca, do índice cardíaco, do fluxo plasmático efetivo renal e da excreção urinária de sódio; ocorreu também diminuição do índice de resistência vascular sistêmica e do potássio plasmático. CONCLUSÕES: Deste estudo conclui-se que a solução hipertônica de cloreto de sódio foi capaz de melhorar as condições hemodinâmicas e, conseqüentemente, a função renal de cães sob restrição hídrica de 12 horas. O mesmo não aconteceu com a infusão de 2 µg.kg-1.min-1 de dopamina que, em situação similar, não causou aumento da diurese e da excreção de sódio.

Uso precoce e tardio de dopamina após isquemia miocárdica

OBJETIVO: Avaliar os efeitos na função ventricular esquerda do uso precoce e tardio de dopamina, em modelo experimental de coração isolado. MÉTODO: Foram utilizados 60 coelhos em modelo de coração isolado mantido por animal suporte. Um balão intraventricular foi locado no ventrículo esquerdo. Três grupos foram constituídos: grupo controle (GC); grupo que recebeu dopamina precoce (Dopa P) e grupo que recebeu dopamina tardia (após 20 minutos) (Dopa T). Foram realizadas leituras hemodinâmicas diretas e indiretas. RESULTADOS: Fluxo sangüíneo coronariano: GC(7,196 ± 1,275ml/min); Dopa P (9,477 ± 1,160ml/min); Dopa T (14,316 ± 2,308ml/min), com GC=Dopa P, GC ¹Dopa T e Dopa P¹Dopa T. Primeira derivada temporal da pressão intraventricular (dp/dt+): GC (719,61 ± 127,53ml/min); Dopa P (719,61 ± 127,53ml/min); Dopa T (1431,60 ± 230,87ml/min), p<0,05, Dopa P¹Dopa T, GC=Dopa P e GC ¹ Dopa T. Primeira derivada temporal da pressão intraventricular negativa (dp/dt-): GC (469,85 ± 107,16mmHg/s); Dopa P (716,07 ± 215,66mmHg/s); Dopa T (931,24 ± 181,46mmHg/s), p<0,05, Dopa P¹Dopa T¹GC. Delta V: GC (1,355 ± 0,2432ml); Dopa P (0,97 ± 0,3199ml); Dopa T (1,27 ± 0,2983ml), p>0,05, Dopa P=Dopa T=GC. Estresse sistólico desenvolvido: GC (27,273 ± 10,276g/cm²); Dopa P (55,219 ± 24,625g/cm²); Dopa T (79,152 ± 12,166g/cm²), Dopa P=Dopa T, Dopa P=GC e GC ¹ Dopa T.Dialdeído Malônico (MDA): GC (4,5 ± 0,527mmol/L); Dopa P (4,7 ± 1,16mmol/L); Dopa T (4,1 ± 0,7379mmol/L), p>0,05, Dopa P=Dopa T=GC. CONCLUSÕES: Concluiu-se que, no modelo experimental delineado, o uso precoce da dopamina foi deletério, segundo algumas variáveis hemodinâmicas.

Comparação entre a lidocaína e a acupuntura no tratamento da taquicardia ventricular induzida com dopamina em equinos anestesiados com halotano

Os efeitos da lidocaina e da acupuntura nos pontos bilaterais associados ao pericárdio 6 (Pc6-Neiguan) e ao coração 7 (C7-Shenmen), no tratamento da taquicardia ventricular (TV) induzida por dopamina em equinos anestesiados com halotano, foram avaliados e comparados. Seis equinos, distribuídos em três grupos: grupo-controle (GC), grupo tratado com acupuntura (GA) e grupo tratado com lidocaína (GL), foram anestesiados três vezes cada, com intervalo de uma semana entre cada anestesia. Avaliaram-se os parâmetros cardiovasculares (frequência cardíaca, pressão arterial e eletrocardiografia), os respiratórios (frequência respiratória, capnografía, saturação de hemoglobina e hemogasometria) e o escore de recuperação. A dose arritmogênica da dopamina (DAD) foi determinada a partir da infusão de 70µg/kg/min IV durante 10 minutos, sem interrupção, preenchendo o critério arritmogênico: quatro ou mais complexos ventriculares prematuros seguidos, com duração de pelo menos 15 segundos ou TV sustentada. O tempo médio de aparecimento da DAD ou da TV foi de 6,05±0,45 minutos nos animais não tratados, e a TV se reverteu espontaneamente aos 2,7±0,2 minutos. O grupo tratado com acupuntura reverteu a TV no tempo médio de 1,8±0,2 (P<0,05) em relação ao grupo tratado com lidocaina 1,3±0,2 (P<0,01). Os tratamentos mostraram-se eficientes na reversão TV.

Avaliação da função renal de cães sadios e nefropatas sob infusão de dopamina

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estudo comparativo entre a lindocaína e a acupuntura no tratamento da taquicardia ventricular induzida com infusão contínua de dopamina em equinos sob anestesia geral com halotano

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FMVZ

Ação da dopamina na secreção do hormônio do crescimento em novilhas pré-púberes da raça Nelore

The aim of this study was to evaluate the response of dopamine in the growth hormone secretion (GH) during Nellore heifer's sexual maturation. The animals were randomly assigned into two experimental groups: Sulpiride group (dopamine D-2 antagonist, 0.59 mg/kg, S. C.) and control group (saline solution S. C.) at 8, 12 and 16 months of age. Blood samples were collected every 15 min for 10h after drug injection. Growth hormone was quantified by RIA, sensitivity (0.25 ng/mL) and intra and inter-assay variation coefficients were 15% and 17%, respectively. GH concentration was higher in sulpiride group than control group at 8 mo (10.1 +/- 0.38 ng/mL vs 4.3 +/- 0.34 ng/mL; P < 0.05) and 12 mo of age (9.46 +/- 0.35 vs 3.74 +/- 0.19 ng/mL; P < 0.05). In sulpiride group GH average concentration was greater at 8 and 12 mo compared to 16 mo of age (10.10 +/- 0.38 ng/mL and 9.46 +/- 0.35 ng/mL vs 4.87 +/- 0.35 ng/mL; P < 0.05) respectively. There was no difference between groups (P > 0.05) in total GH secretion area, total peak area and maximum peak amplitude. These results suggested an inhibitory dopamine effect on GH secretion in pre-pubertal Nellore heifers that decreases according to age.

Mecanismos de neurotoxicidade induzidos pela Dopamina e pela 6–OH-dopamina num modelo celular humano: efeito da presença de extratos de algas com elevada capacidade antioxidante

O aumento da esperança média de vida tem elevado a prevalência de doenças neurodegenerativas, como é o caso da doença de Parkinson. Nos últimos anos a procura de novas soluções terapêuticas, assim como a minimização dos efeitos dos tratamentos atualmente utilizados tem promovido a procura de novas soluções. Deste modo, o objetivo deste trabalho consistiu no estudo dos mecanismos moleculares de neurotoxicidade induzidos pela dopamina (DA) e 6-hidroxidopamina (6-OHDA) num modelo celular do neuroblastoma humano (SH-SY5Y), bem como na avaliação do potencial neuroprotetor de extratos de algas com elevada capacidade antioxidante. O efeito neurotóxico da DA e 6-OHDA, assim como o efeito protetor dos extratos das algas com maior atividade antioxidante (Sargassum muticum, Saccorhiza polyschides, Padina pavonica, Codium tomentosum, Ulva compressa) foi avaliado através da viabilidade celular das células SH-SY5Y utilizando o método de MTT. De modo a compreender os efeitos induzidos na viabilidade celular pela DA e 6-OHDA procedeu-se ao estudo da atividade da caspase-3, alterações do potencial mitocondrial e quantificação de H2O2. Os resultados demonstraram um claro efeito dependente da concentração da DA (30-3000μM) e 6-OHDA (10-1000μM) na viabilidade celular das células SH-SY5Y, bem como do tempo de exposição (6-48h). No que diz respeito a prevenção do efeito neurotóxico da DA (1000μM (56,41±5,05% de células viáveis); 24h) e 6-OHDA (100μM (66,76±3,24% de células viáveis);24h) pelos extratos das algas (1mg/mL; 24h) verificou-se que os extratos que apresentaram um efeito preventivo mais marcado pertencem as algas Sargassum muticum (82,37±6,41% de células viáveis e 115,8±8,53% de células viáveis, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente), Saccorhiza polyschides (89,26±8,62% de células viáveis e 106,51±4,26% de células viáveis, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente) e Codium tomentosum (81,28±3,68% de células viáveis e 103,17±7,25% de células viáveis, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente). A morte celular induzida pela DA e pela 6-OHDA foi acompanhada pelo aumento da atividade da caspase-3 quando comparado com o controlo (DA - 66,46±1,49fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto; 6-OHDA - 22,56±1,71fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto; controlo – 4,8 ±0,48fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto), pela presença de elevadas quantidades de peróxido de hidrogénio (H2O2) (363,81±28,58 % do controlo e 214,26 ± 8,46 % do controlo, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente) e pela despolarização da membrana mitocondrial (162,3±2,34 % do controlo e 144,7±2,87 % do controlo, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente). Por sua vez, durante o tratamento com extratos das algas (1mg/mL) na presença de DA e 6-OHDA verificou-se uma inibição da atividade da caspase-3 induzida pelas algas Sargassum muticum (2,53±2,49fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto e 4,52±1,36 fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente), Saccorhiza polyschides (4,71±0,70fluorescência (u.a.)/mg de proteína/minuto e 2,73±1,11 fluorescência (u.a.)/mg de proteína/minuto, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente) e Codium tomentosum (17,05±1,72fluorescência (u.a.)/mg de proteína/minuto e 2,58±1,77fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente). De igual modo verificou-se uma diminuição da produção de H2O2 pelas células SH-SY5Y na presença dos extratos das algas Sargassum muticum (132,58 ± 10,68% controlo), Saccorhiza polyschides (150,54 ± 23,54% controlo) e Codium tomentosum (54,074 ± 6,66% do controlo), quando expostas a 6-OHDA, contudo não se verificou o mesmo efeito na presença de DA. Relativamente ao potencial mitocondrial observou-se uma inibição da despolarização mitocondrial induzida pela DA e 6-OHDA nas células SH-SY5Y pela presença dos extratos das algas Sargassum muticum (135,7±2,97% controlo e 49,3±1,17% controlo, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente), Saccorhiza polyschides (126,7±5,46% controlo e 94,3±1,70% controlo, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente). Os resultados obtidos demonstraram o potencial citoprotetor dos extratos de algas sobre efeitos neurotóxicos induzidos pela DA e 6-OHDA no modelo celular SH-SY5Y. O efeito protetor é mediado pela diminuição da condição de stress oxidativo, com redução da produção de H2O2, diminuição da atividade da caspase-3 e prevenção da alteração do potencial mitocondrial induzido pela DA e 6-OHDA. Conclui-se que os extratos de algas produzem moléculas bioativas com elevado potencial antioxidante, podendo ser uma fonte promissora de novos compostos neuroprotetores com aplicação terapêutica para doenças neurodegenerativas como a doença de Parkinson.

REVERSAL LEARNING Il ruolo della dopamina nei meccanismi dell’apprendimento.

Il reversal learning (o apprendimento inverso) è la capacità di un soggetto di invertire una regola precedentemente appresa per adattarsi a un cambiamento avvenuto nell’ambiente esterno. Nel primo capitolo vengono esposte alcune strutture anatomiche generalmente coinvolte nell’apprendimento e negli aspetti motorio, cognitivo e decisionale dell’essere umano, quali i gangli della base. Poiché alcune zone dei gangli della base sono costituite da neuroni dopaminergici, viene introdotta l’importanza della dopamina per l’apprendimento e viene spiegato il suo ruolo all’interno del modello neuro computazionale tradizionale dei gangli della base. Dopo aver illustrato in cosa consiste l’apprendimento classico, in cosa consiste l’apprendimento operante e il ruolo della ricompensa in seguito al conseguimento di un’azione, viene approfondito il concetto di apprendimento per rinforzo, di punizione e di errori di previsione. La comprensione di queste forme di apprendimento dovuto a stimolo-azione-ricompensa/punizione e di cosa si intende per errori di previsione risulta fondamentale per capire l’apprendimento inverso; infatti, quest’ultimo viene presentato al lettore solamente nel secondo capitolo. Successivamente alla sua introduzione, vengono esposti/e alcuni disturbi/patologie con lo scopo di evidenziare il motivo per cui l’abilità di inversione risulti invalidata nei soggetti che ne sono affetti. Ciò permette di delineare un quadro generale sull’apprendimento inverso e su come esso risulti corretto o compromesso in un soggetto in base alla sua condizione di salute. Infine, nel terzo capitolo viene illustrato un recentissimo modello matematico volto a descriverlo in maniera più dettagliata.

Modulation of post-coital dopaminergic tone by prior parity

The aim of this study was to investigate the possible effects of reproductive experience on dopaminergic profile in three different brain tissues, hypothalamus, striatum and cortex in rats on 7th-8th day of pregnancy during the light-dark shift (between 1700-1900h). Results showed that in hypothalamus, dopamine levels increased and DOPAC/DA decreased as a function of parity. In cortex, no differences were observed. In striata, the haloperidol-induced HVA and HVA/DA increases were less intense in experienced animals. These findings suggested that reproductive experience produced functional central changes during pregnancy, with different neurochemical responses depending on the brain region.

Moxidectin interference on motor activity of rats

The present study investigated the effects of t moxidectin (MXD) in some parameters of rat motor function and neurochemical. The general activity in the open field and the motor coordination in the wooden beam were employed to evaluate the MXD effects. The results showed that, in the open field, even at high doses (2.0 and 20.0 mg/kg), the MXD did not alter the locomotion and the rearing frequencies. However, MXD was able to impair the motor coordination of the animals at wooden beam. Neurochemical studies of striatal GABA and dopamine neurotransmitters showed a reduced levels of dopamine and its metabolite, homovanillic acid, without interference on striatal GABA levels. Since GABAergic receptor stimulation had an inhibitory effect on dopaminergic striatal system, the decreased motor coordination could be attributed to an action of MXD on dopamine system via GABA activation.