21 research outputs found

    Enriched environment effects on behavior, memory and BDNF in low and high exploratory mice

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    AbstractEnvironmental enrichment (EE) has been largely used to investigate behavioral modifications and neuroplasticity in the adult brain both in normal and pathological conditions. The interaction between individual behavioral traits with EE responsiveness has not been investigated within the same strain. By using two extremes of CF1 mice that differ by their exploratory behavior in the Open Field (OF) task (Kazlauckas V, 2005), denominated as Low (LE) and High (HE) Exploratory Mice, the present study evaluated if EE during adulthood could modify the putative differences between LE and HE mice on exploratory behavior, memory performance and hippocampal BDNF levels. To this end, we investigated the effect of adult LE and HE mice after 2months of enriched or standard housing conditions on the open field, on novel object recognition, on the inhibitory avoidance task and on hippocampal BDNF immunocontent. LE showed low exploratory behavior, less retention in the inhibitory avoidance and lower hippocampal BDNF levels. EE enhanced exploratory behavior, memory performance and hippocampal BDNF levels both in LE and HE mice. Importantly, the general profile of LE mice submitted to EE was similar to HE mice housed in standard conditions. These results show that internalized behavior of LE mice can be significantly modified by exposure to an enriched environment even during adulthood. These observations may contribute to investigate biological mechanisms and therapeutical interventions for individuals with internalized psychiatric disorders

    Alterações comportamentais e no imunoconteúdo do receptor de adenosina A, em ratos adultos submetidos à dieta rica em graxos trans ou óleo de palma desde o período gestacional

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    O processo de hidrogenação vegetal utilizado pelas indústrias alimentícias tem provocado o aumento no consumo de ácidos graxos trans (AGT). Estudos epidemiológicos confirmaram correlação positiva entre ingestão de AGT e risco de doenças cardiovasculares. Nesse contexto, surge como alternativa o óleo de palma, livre de AGT. Embora há evidências dos efeitos da ingestão de AGT no sistema cardiovascular, faltam estudos que avaliem o impacto do conteúdo lipídico da dieta no Sistema Nervoso Central. A adenosina é um neuromodulador que pela ligação nos seus receptores A1 (inibitórios) e A2A (facilitatórios) participa de vários sistemas de neurotransmissores, como dopamina, noradrenalina e glutamato. Nosso objetivo é verificar alterações comportamentais e neuroquímicas em ratos adultos que receberam dieta normolipídica, contendo AGT ou óleo de palma, desde o período gestacional. Três grupos de ratas Wistar receberam dietas normolipídicas diferindo a fonte lipídica: óleo de soja (OS; controle); óleo de palma (OP); gordura hidrogenada/trans (GT). Após duas semanas de adaptação à dieta e acasalamento, as fêmeas receberam a mesma dieta até o final da lactação. No desmame, filhotes machos continuaram com a mesma dieta até 60 dias pós-natal. Para avaliar parâmetros de ansiedade e atividade locomotora nos ratos com 2 meses de idade, foram realizados os testes de labirinto em cruz elevado (LCE) e arena em campo aberto (CA), respectivamente. Esquiva inibitória (EI) e reconhecimento de objetos (RO) foram realizados para teste de memória e aprendizado. Após 24h, os animais foram sacrificados e córtex, hipocampo e hipotálamo separados para análise da densidade de receptores A1 por Western Blot. No LCE, os animais que receberam a dieta GT permaneceram mais tempo nos braços abertos em comparação aos grupos que receberam as dietas OS e OP. Os grupos OP e GT fizeram menor número de cruzamentos comparados ao grupo OS no CA. Os grupos OP e GT tiveram a memória de curta duração prejudicada na EI e no RO, comparados ao grupo OS. Houve um prejuízo na memória de longa duração somente no grupo OP na EI. Observou-se diminuição significativa de 39% na densidade do receptor A1 no hipocampo de ratos que receberam GT (P=0,0335). No hipotálamo, ratos que consumiram a dieta OP apresentaram um aumento significativo de 15% na densidade do receptor A1, comparado ao grupo OS (P=0,0031). Não houve alterações neuroquímicas no córtex dos ratos submetidos às dietas do estudo. Nossos resultados revelaram que os filhotes submetidos à dieta rica em AGT desde o período intrauterino apresentaram menor ansiedade, menor atividade locomotora e declínio na memória de curta duração na idade adulta, enquanto os animais que receberam OP no mesmo período não alteraram o comportamento de ansiedade, mas tiveram menor atividade locomotora e declínio cognitivo na memória de curta e de longa duração. Também foram encontradas alterações no imunoconteúdo dos receptores de adenosina A1 em diferentes estruturas cerebrais e conforme o tratamento dietético. Este estudo sugere a importância da qualidade lipídica da dieta oferecida desde o período gestacional, que pode estar relacionada a comportamento de ansiedade e desempenho cognitivo na idade adulta.Dietary consumption of trans fatty acids (TFA) has increased during the 20th century, due to the increasing use of vegetal oil hydrogenation by food industries, which product is hydrogenated fat. Epidemiolgy studies have shown that TFA intake is correlated to risk for cardiovascular diseases. Thus, palm oil has emerged as an alternative to hydrogenated fat. Eventhough studies are advanced in cardiovascular research, the impact of dietary fat intake in Central Nervous System are still lacking. Adenosine is a neuromodulator which via its metabotropic receptors A1 and A2A participates in the neurotransmission of some neurotransmitters such as dopamine, noradrenaline and glutamate. The aim of the present study was to investigate whether intake of different diets from early pregnancy until adult life of offspring could promote behavioral and neurochemical alterations. Wistar female rats were divided into three groups and received isocaloric/normolipidic diets with soybean oil (SO, control diet), palm oil (PO) or hydrogenated-trans fat (TF) as a fat source, during pregnancy and lactation. After weaning, male pups continued receiving the same diet up to 60 days-old. Elevated plus-maze (EPM) was chosen to evaluate anxiety-like behavior and open field task (OF) to verify locomotor activity. For learning and memory analysis, we chose a non-aversive (Object Recognition Task, OR) and an aversive task (Inhibitory Avoidance, IA). The immunocontent of adenosine receptors in cortex, hippocampus and hypothalamus were studied by Western Blot. In EPM, rats receiving TF diet spent more time in the open arms, comparing to SO and PO groups. In OF, number of crossing was significantly lower both in TF and PO groups, comparing to SO group. We also found short-term memory impairment in both memory tasks in rats fed PO and TF diet, whereas long-term memory was modified only in animals receiving PO diet. Neurochemical alterations were found in adenosine receptor A1 in hippocampus of animals fed TF diet, with a significant 39% decreasing in the immunocontent comparing with SO diet (P=0,0335); and in hypothalamus from PO group, with a significant 15% increasing in the immunocontent (P=0,0031). The offspring exposed to TF diet during development were less anxious, presented lower locomotor activity and impairment in short-term memory in adulthood, whereas PO group had similar alterations, except that of anxiety. We also found alterations of adenosine receptor immunocontent in different brain areas that were dependent of the type of fat source. This work suggests the importance of the quality of fat source during development up to adulthood, which may be related in anxiety behavior and cognitive performance in memory tasks

    Alterações comportamentais e no imunoconteúdo do receptor de adenosina A, em ratos adultos submetidos à dieta rica em graxos trans ou óleo de palma desde o período gestacional

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    O processo de hidrogenação vegetal utilizado pelas indústrias alimentícias tem provocado o aumento no consumo de ácidos graxos trans (AGT). Estudos epidemiológicos confirmaram correlação positiva entre ingestão de AGT e risco de doenças cardiovasculares. Nesse contexto, surge como alternativa o óleo de palma, livre de AGT. Embora há evidências dos efeitos da ingestão de AGT no sistema cardiovascular, faltam estudos que avaliem o impacto do conteúdo lipídico da dieta no Sistema Nervoso Central. A adenosina é um neuromodulador que pela ligação nos seus receptores A1 (inibitórios) e A2A (facilitatórios) participa de vários sistemas de neurotransmissores, como dopamina, noradrenalina e glutamato. Nosso objetivo é verificar alterações comportamentais e neuroquímicas em ratos adultos que receberam dieta normolipídica, contendo AGT ou óleo de palma, desde o período gestacional. Três grupos de ratas Wistar receberam dietas normolipídicas diferindo a fonte lipídica: óleo de soja (OS; controle); óleo de palma (OP); gordura hidrogenada/trans (GT). Após duas semanas de adaptação à dieta e acasalamento, as fêmeas receberam a mesma dieta até o final da lactação. No desmame, filhotes machos continuaram com a mesma dieta até 60 dias pós-natal. Para avaliar parâmetros de ansiedade e atividade locomotora nos ratos com 2 meses de idade, foram realizados os testes de labirinto em cruz elevado (LCE) e arena em campo aberto (CA), respectivamente. Esquiva inibitória (EI) e reconhecimento de objetos (RO) foram realizados para teste de memória e aprendizado. Após 24h, os animais foram sacrificados e córtex, hipocampo e hipotálamo separados para análise da densidade de receptores A1 por Western Blot. No LCE, os animais que receberam a dieta GT permaneceram mais tempo nos braços abertos em comparação aos grupos que receberam as dietas OS e OP. Os grupos OP e GT fizeram menor número de cruzamentos comparados ao grupo OS no CA. Os grupos OP e GT tiveram a memória de curta duração prejudicada na EI e no RO, comparados ao grupo OS. Houve um prejuízo na memória de longa duração somente no grupo OP na EI. Observou-se diminuição significativa de 39% na densidade do receptor A1 no hipocampo de ratos que receberam GT (P=0,0335). No hipotálamo, ratos que consumiram a dieta OP apresentaram um aumento significativo de 15% na densidade do receptor A1, comparado ao grupo OS (P=0,0031). Não houve alterações neuroquímicas no córtex dos ratos submetidos às dietas do estudo. Nossos resultados revelaram que os filhotes submetidos à dieta rica em AGT desde o período intrauterino apresentaram menor ansiedade, menor atividade locomotora e declínio na memória de curta duração na idade adulta, enquanto os animais que receberam OP no mesmo período não alteraram o comportamento de ansiedade, mas tiveram menor atividade locomotora e declínio cognitivo na memória de curta e de longa duração. Também foram encontradas alterações no imunoconteúdo dos receptores de adenosina A1 em diferentes estruturas cerebrais e conforme o tratamento dietético. Este estudo sugere a importância da qualidade lipídica da dieta oferecida desde o período gestacional, que pode estar relacionada a comportamento de ansiedade e desempenho cognitivo na idade adulta.Dietary consumption of trans fatty acids (TFA) has increased during the 20th century, due to the increasing use of vegetal oil hydrogenation by food industries, which product is hydrogenated fat. Epidemiolgy studies have shown that TFA intake is correlated to risk for cardiovascular diseases. Thus, palm oil has emerged as an alternative to hydrogenated fat. Eventhough studies are advanced in cardiovascular research, the impact of dietary fat intake in Central Nervous System are still lacking. Adenosine is a neuromodulator which via its metabotropic receptors A1 and A2A participates in the neurotransmission of some neurotransmitters such as dopamine, noradrenaline and glutamate. The aim of the present study was to investigate whether intake of different diets from early pregnancy until adult life of offspring could promote behavioral and neurochemical alterations. Wistar female rats were divided into three groups and received isocaloric/normolipidic diets with soybean oil (SO, control diet), palm oil (PO) or hydrogenated-trans fat (TF) as a fat source, during pregnancy and lactation. After weaning, male pups continued receiving the same diet up to 60 days-old. Elevated plus-maze (EPM) was chosen to evaluate anxiety-like behavior and open field task (OF) to verify locomotor activity. For learning and memory analysis, we chose a non-aversive (Object Recognition Task, OR) and an aversive task (Inhibitory Avoidance, IA). The immunocontent of adenosine receptors in cortex, hippocampus and hypothalamus were studied by Western Blot. In EPM, rats receiving TF diet spent more time in the open arms, comparing to SO and PO groups. In OF, number of crossing was significantly lower both in TF and PO groups, comparing to SO group. We also found short-term memory impairment in both memory tasks in rats fed PO and TF diet, whereas long-term memory was modified only in animals receiving PO diet. Neurochemical alterations were found in adenosine receptor A1 in hippocampus of animals fed TF diet, with a significant 39% decreasing in the immunocontent comparing with SO diet (P=0,0335); and in hypothalamus from PO group, with a significant 15% increasing in the immunocontent (P=0,0031). The offspring exposed to TF diet during development were less anxious, presented lower locomotor activity and impairment in short-term memory in adulthood, whereas PO group had similar alterations, except that of anxiety. We also found alterations of adenosine receptor immunocontent in different brain areas that were dependent of the type of fat source. This work suggests the importance of the quality of fat source during development up to adulthood, which may be related in anxiety behavior and cognitive performance in memory tasks

    Avaliação neuromotora e neuroquímica em ratos de diferentes idades submetidos ao tratamento com cafeína durante a gestação e lactação

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    A cafeína é um psicoestimulante muito consumido na dieta, tendo como principais fontes alimentares o café, o chá verde, refrigerantes de cola e energéticos. Uma vez que a cafeína ultrapassa a placenta e a barreira hematoencefálica, o consumo de cafeína durante a gestação pode afetar o feto em qualquer momento da gravidez. Alguns estudos têm mostrado que o consumo excessivo de cafeína em humanos pode estar associado com o aumento de aborto espontâneo e de baixo peso ao nascer. No entanto, é difícil de controlar fatores de confusão; dessa maneira, estudos experimentais são importantes para avaliar o efeito do consumo de cafeína no desenvolvimento encefálico. No primeiro capítulo desta tese, ratas Wistar foram tratadas com cafeína na água de beber (0,1; 0,3 e 1,0 g/L, o que corresponde à baixa, moderada e elevada ingestão, respectivamente), durante o ciclo escuro em dias de semana, duas semanas antes do acasalamento e durante toda a gestação. As ratas foram sacrificadas no dia embrionário 18 ou 20 (E18 ou E20, respectivamente), e o córtex e o hipocampo dos fetos foram dissecados para análise por Western Blot. Verificamos o imunoconteúdo cortical e hipocampal das seguintes proteínas: Proteína Associada ao Cone de Crescimento (GAP-43), Sonic Hedgehog (Shh), Proteína Associada ao Sinaptossoma (SNAP-25), Fator Neurotrófico Derivado do Encéfalo (BDNF) e seu receptor Tirosina Cinase B (TrkB). Além disso, foi avaliado o número de células neuronais e não-neuronais em ambas idades e regiões encefálicas pela marcação de NeuN. Em E18 no hipocampo, a maior dose de cafeína diminuiu TrkB e aumentou Shh, e a dose moderada (0,3 g/L) reduziu GAP-43; no córtex, houve uma diminuição de BDNF e um aumento de Shh nos embriões expostos à dose mais alta de cafeína nessa idade. No E20, o BDNF cortical foi aumentado pela dose mais elevada, e as doses de 0,3 g/L e 1,0 g/L de cafeína aumentaram Shh no hipocampo. Não houve efeito da dose mais baixa (0,1 g/L) no imunoconteúdo das proteínas estudadas em ambas as estruturas encefálicas e idades embrionárias. O número de células neuronais foi aumentado pela dose mais baixa de cafeína no córtex em E20, e a dose moderada aumentou o número de neurônios hipocampais em E18. A exposição de cafeína durante a embriogênese em roedores influenciou em modificações de proteínas cruciais para o desenvolvimento encefálico. Por isso, seria necessário analisar se estas modificações poderiam refletir em alterações pós-natais no desenvolvimento. Para isso, utilizando a mesma escala de tratamento de cafeína durante a gestação e lactação, verificamos o desenvolvimento motor e reflexo, o metabolismo da cafeína e a sinalização glutamatérgica nos dias pós-natal (DPN) 7, 14 e 21. Não houve diferença no desenvolvimento reflexo dos animais que receberam cafeína. A atividade locomotora aumentou com a idade, mas a cafeína não influenciou na locomoção. No entanto, cafeína a 1,0 g/L reduziu o peso corporal dos filhotes nos DPN 14 e 21, enquanto a exposição à 0,3 g/L de cafeína reduziu o peso corporal no DPN 21. Os níveis plasmáticos de cafeína e teobromina não foram afetados pela idade, mas encontramos interação de idade e tratamento nos níveis plasmáticos de paraxantina e teofilina. No DPN 7, a ingestão moderada de cafeína (0,3 g/L) aumentou o GLT-1 e a razão pGluN1/GluN1 no córtex, enquanto que a dose mais elevada (1,0 g/L) diminuiu o GLT-1 e aumentou a razão pGluN1/GluN1 no hipocampo; todas as doses de cafeína aumentaram o GluA1 hipocampal nesta idade. A dose moderada de cafeína aumentou o mGlu5 em ambas as estruturas encefálicas e aumentou o GluA1 no córtex no DPN 14. Cafeína a 0,3 g/L diminuiu GluA1 e mGlu5 no córtex e aumentou GluN2A hipocampal no DPN 21, e a dose mais elevada também diminuiu o mGlu5 cortical no DPN 21; a dose moderada reduziu o imunoconteúdo hipocampal de GluA1 e mGlu5 nesta idade. A ligação específica ao glutamato (binding) foi transitoriamente reduzida no córtex no DPN 14 pela dose moderada (0,3 g/L), retornando a níveis semelhantes ao controle no DPN 21. Com este trabalho enfatizamos a importância de haver um controle do consumo de cafeína durante um período crítico para o desenvolvimento e maturação encefálica, no entanto mais estudos são necessários para investigar o impacto dessas alterações a longo prazo.Caffeine is the most consumed psychostimulant worldwide, present in coffee, green tea, cola soft drinks and energy drinks. Since caffeine freely crosses placenta and blood-brain barrier during pregnancy, epidemiology studies have found association between caffeine intake and miscarriage and low birth weight; however, some confounding factors may affect the results. Therefore, animal studies are an important tool to evaluate caffeine intake during brain development. In the first chapter of this thesis, adult female Wistar rats received caffeine in the drinking water (0.1, 0.3 and 1.0 g/L) during the active cycle in weekdays, two weeks before mating and throughout pregnancy. Cerebral cortex and hippocampus from embryonic stages 18 or 20 (E18 or E20, respectively) were collected for immunodetection of the following synaptic proteins: brainderived neurotrophic factor (BDNF), TrkB receptor, Sonic Hedgehog (Shh), Growth Associated Protein 43 (GAP-43) and Synaptossomal-associated Protein 25 (SNAP-25). We also estimated the number of NeuN-stained nuclei (mature neurons) and non-neuronal nuclei in both brain regions and embryonic periods. At E18 in hippocampus, high caffeine intake (1.0 g/L) decreased TrkB and increased Shh, whereas the moderate dose reduced hippocampal GAP-43. In whole cortex, BDNF was decreased and Shh was increased in fetuses exposed to the highest dose of caffeine. At E20, BDNF in whole cortex increased at the highest dose, and Shh in hippocampus increased at both moderate and high caffeine doses of caffeine. The lowest dose of caffeine has no effect in all proteins assessed in whole cortex and hippocampus for both embryonic stages. NeuNstained nuclei was increased in the cortex at E20 and in the hippocampus at E18 by lower and moderate doses of caffeine, respectively. Caffeine exposure during rat embryogenesis modified key proteins in brain development. Therefore, it is essential to evaluate whether these changes may reflect in alterations postnatally. For this, using the same protocol of caffeine administration, we studied whether different doses of caffeine intake during pregnancy and lactation may affect reflex and motor development, caffeine metabolism, ontogeny of glutamate receptors and transporter and glutamate binding in cortex and hippocampus in pups at post-natal days (PND) 7, 14 and 21. We did not find differences in reflex development. However, the highest dose decreased body weight from PND 14 up to weaning (PND 21), whereas 0.3 g/L caffeine decreased body weight at PND 21. Locomotor activity increased with age, but it was not modified by caffeine at any dose. Caffeine and theobromine plasma levels were unaffected by age, but there was interaction between age and dose in plasma levels of paraxanthine and theophylline. At PND 7, moderate caffeine intake (0.3 g/L) increased GLT-1 and pGluN1/GluN1 ratio in whole cortex, whereas the highest dose decreased GLT-1 and increased pGluN1/GluN1 ratio in hippocampus. All doses of caffeine increased hippocampal GluA1 at this age. Moreover, moderate dose of caffeine increased mGlu5 in both brain structures and increased GluA1 in whole cortex at PND 14. Caffeine 0.3 g/L decreased cortical GluA1 and mGlu5 and increased hippocampal GluN2A at PND 21. The highest dose also decreased cortical mGlu5 at this age. Conversely, the moderate dose decreased GluA1 and mGlu5 in hippocampus at this age. Glutamate binding were transiently reduced in cortex from rat pups exposed to the lowest dose of caffeine up to PND 14, but it was normalized at PND 21. This work emphasizes the importance of controlling caffeine intake during critical periods of rat brain development and maturation, and more research is needed to evaluate the impact of these changes later in life

    Avaliação neuromotora e neuroquímica em ratos de diferentes idades submetidos ao tratamento com cafeína durante a gestação e lactação

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    A cafeína é um psicoestimulante muito consumido na dieta, tendo como principais fontes alimentares o café, o chá verde, refrigerantes de cola e energéticos. Uma vez que a cafeína ultrapassa a placenta e a barreira hematoencefálica, o consumo de cafeína durante a gestação pode afetar o feto em qualquer momento da gravidez. Alguns estudos têm mostrado que o consumo excessivo de cafeína em humanos pode estar associado com o aumento de aborto espontâneo e de baixo peso ao nascer. No entanto, é difícil de controlar fatores de confusão; dessa maneira, estudos experimentais são importantes para avaliar o efeito do consumo de cafeína no desenvolvimento encefálico. No primeiro capítulo desta tese, ratas Wistar foram tratadas com cafeína na água de beber (0,1; 0,3 e 1,0 g/L, o que corresponde à baixa, moderada e elevada ingestão, respectivamente), durante o ciclo escuro em dias de semana, duas semanas antes do acasalamento e durante toda a gestação. As ratas foram sacrificadas no dia embrionário 18 ou 20 (E18 ou E20, respectivamente), e o córtex e o hipocampo dos fetos foram dissecados para análise por Western Blot. Verificamos o imunoconteúdo cortical e hipocampal das seguintes proteínas: Proteína Associada ao Cone de Crescimento (GAP-43), Sonic Hedgehog (Shh), Proteína Associada ao Sinaptossoma (SNAP-25), Fator Neurotrófico Derivado do Encéfalo (BDNF) e seu receptor Tirosina Cinase B (TrkB). Além disso, foi avaliado o número de células neuronais e não-neuronais em ambas idades e regiões encefálicas pela marcação de NeuN. Em E18 no hipocampo, a maior dose de cafeína diminuiu TrkB e aumentou Shh, e a dose moderada (0,3 g/L) reduziu GAP-43; no córtex, houve uma diminuição de BDNF e um aumento de Shh nos embriões expostos à dose mais alta de cafeína nessa idade. No E20, o BDNF cortical foi aumentado pela dose mais elevada, e as doses de 0,3 g/L e 1,0 g/L de cafeína aumentaram Shh no hipocampo. Não houve efeito da dose mais baixa (0,1 g/L) no imunoconteúdo das proteínas estudadas em ambas as estruturas encefálicas e idades embrionárias. O número de células neuronais foi aumentado pela dose mais baixa de cafeína no córtex em E20, e a dose moderada aumentou o número de neurônios hipocampais em E18. A exposição de cafeína durante a embriogênese em roedores influenciou em modificações de proteínas cruciais para o desenvolvimento encefálico. Por isso, seria necessário analisar se estas modificações poderiam refletir em alterações pós-natais no desenvolvimento. Para isso, utilizando a mesma escala de tratamento de cafeína durante a gestação e lactação, verificamos o desenvolvimento motor e reflexo, o metabolismo da cafeína e a sinalização glutamatérgica nos dias pós-natal (DPN) 7, 14 e 21. Não houve diferença no desenvolvimento reflexo dos animais que receberam cafeína. A atividade locomotora aumentou com a idade, mas a cafeína não influenciou na locomoção. No entanto, cafeína a 1,0 g/L reduziu o peso corporal dos filhotes nos DPN 14 e 21, enquanto a exposição à 0,3 g/L de cafeína reduziu o peso corporal no DPN 21. Os níveis plasmáticos de cafeína e teobromina não foram afetados pela idade, mas encontramos interação de idade e tratamento nos níveis plasmáticos de paraxantina e teofilina. No DPN 7, a ingestão moderada de cafeína (0,3 g/L) aumentou o GLT-1 e a razão pGluN1/GluN1 no córtex, enquanto que a dose mais elevada (1,0 g/L) diminuiu o GLT-1 e aumentou a razão pGluN1/GluN1 no hipocampo; todas as doses de cafeína aumentaram o GluA1 hipocampal nesta idade. A dose moderada de cafeína aumentou o mGlu5 em ambas as estruturas encefálicas e aumentou o GluA1 no córtex no DPN 14. Cafeína a 0,3 g/L diminuiu GluA1 e mGlu5 no córtex e aumentou GluN2A hipocampal no DPN 21, e a dose mais elevada também diminuiu o mGlu5 cortical no DPN 21; a dose moderada reduziu o imunoconteúdo hipocampal de GluA1 e mGlu5 nesta idade. A ligação específica ao glutamato (binding) foi transitoriamente reduzida no córtex no DPN 14 pela dose moderada (0,3 g/L), retornando a níveis semelhantes ao controle no DPN 21. Com este trabalho enfatizamos a importância de haver um controle do consumo de cafeína durante um período crítico para o desenvolvimento e maturação encefálica, no entanto mais estudos são necessários para investigar o impacto dessas alterações a longo prazo.Caffeine is the most consumed psychostimulant worldwide, present in coffee, green tea, cola soft drinks and energy drinks. Since caffeine freely crosses placenta and blood-brain barrier during pregnancy, epidemiology studies have found association between caffeine intake and miscarriage and low birth weight; however, some confounding factors may affect the results. Therefore, animal studies are an important tool to evaluate caffeine intake during brain development. In the first chapter of this thesis, adult female Wistar rats received caffeine in the drinking water (0.1, 0.3 and 1.0 g/L) during the active cycle in weekdays, two weeks before mating and throughout pregnancy. Cerebral cortex and hippocampus from embryonic stages 18 or 20 (E18 or E20, respectively) were collected for immunodetection of the following synaptic proteins: brainderived neurotrophic factor (BDNF), TrkB receptor, Sonic Hedgehog (Shh), Growth Associated Protein 43 (GAP-43) and Synaptossomal-associated Protein 25 (SNAP-25). We also estimated the number of NeuN-stained nuclei (mature neurons) and non-neuronal nuclei in both brain regions and embryonic periods. At E18 in hippocampus, high caffeine intake (1.0 g/L) decreased TrkB and increased Shh, whereas the moderate dose reduced hippocampal GAP-43. In whole cortex, BDNF was decreased and Shh was increased in fetuses exposed to the highest dose of caffeine. At E20, BDNF in whole cortex increased at the highest dose, and Shh in hippocampus increased at both moderate and high caffeine doses of caffeine. The lowest dose of caffeine has no effect in all proteins assessed in whole cortex and hippocampus for both embryonic stages. NeuNstained nuclei was increased in the cortex at E20 and in the hippocampus at E18 by lower and moderate doses of caffeine, respectively. Caffeine exposure during rat embryogenesis modified key proteins in brain development. Therefore, it is essential to evaluate whether these changes may reflect in alterations postnatally. For this, using the same protocol of caffeine administration, we studied whether different doses of caffeine intake during pregnancy and lactation may affect reflex and motor development, caffeine metabolism, ontogeny of glutamate receptors and transporter and glutamate binding in cortex and hippocampus in pups at post-natal days (PND) 7, 14 and 21. We did not find differences in reflex development. However, the highest dose decreased body weight from PND 14 up to weaning (PND 21), whereas 0.3 g/L caffeine decreased body weight at PND 21. Locomotor activity increased with age, but it was not modified by caffeine at any dose. Caffeine and theobromine plasma levels were unaffected by age, but there was interaction between age and dose in plasma levels of paraxanthine and theophylline. At PND 7, moderate caffeine intake (0.3 g/L) increased GLT-1 and pGluN1/GluN1 ratio in whole cortex, whereas the highest dose decreased GLT-1 and increased pGluN1/GluN1 ratio in hippocampus. All doses of caffeine increased hippocampal GluA1 at this age. Moreover, moderate dose of caffeine increased mGlu5 in both brain structures and increased GluA1 in whole cortex at PND 14. Caffeine 0.3 g/L decreased cortical GluA1 and mGlu5 and increased hippocampal GluN2A at PND 21. The highest dose also decreased cortical mGlu5 at this age. Conversely, the moderate dose decreased GluA1 and mGlu5 in hippocampus at this age. Glutamate binding were transiently reduced in cortex from rat pups exposed to the lowest dose of caffeine up to PND 14, but it was normalized at PND 21. This work emphasizes the importance of controlling caffeine intake during critical periods of rat brain development and maturation, and more research is needed to evaluate the impact of these changes later in life
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