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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE BIOCIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA LARISSA MURATORI AGUIAR INVESTIGAÇÃO DO PAPEL MODULADOR DO HALOPERIDOL SOBRE OS NÍVEIS DE PROTEÍNAS RELACIONADAS À PLASTICIDADE E PREFERÊNCIA POR OBJETOS NOVOS EM CAMUNDONGOS NATAL 2013

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE BIOCIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA

LARISSA MURATORI AGUIAR

INVESTIGAÇÃO DO PAPEL MODULADOR DO HALOPERIDOL SOBRE OS NÍVEIS DE PROTEÍNAS RELACIONADAS À PLASTICIDADE E PREFERÊNCIA

POR OBJETOS NOVOS EM CAMUNDONGOS

NATAL 2013

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LARISSA MURATORI AGUIAR

INVESTIGAÇÃO DO PAPEL MODULADOR DO HALOPERIDOL SOBRE OS NÍVEIS DE PROTEÍNAS RELACIONADAS À PLASTICIDADE E PREFERÊNCIA

POR OBJETOS NOVOS EM CAMUNDONGOS

Dissertação apresentada ao Departamento de Bioquímica da Universidade Federal do Rio Grande do Norte como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Bioquímica. Orientador: Bruno Lobão Soares Coorientador: Sidarta Ribeiro Coorientador (a): Selma Bezerra

NATAL 2013

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RESUMO

A dopamina (DA) regula tanto o sono quanto o processo de formação de

memórias, enquanto o sono desempenha uma função essencial na consolidação de

diferentes tipos de memórias. Acreditamos que a manipulação farmacológica das

vias dopaminérgicas possa afetar o ciclo sono-vigília, acarretando déficits

mnemônicos, os quais podem ser observados tanto em nível comportamental quanto

molecular. Dessa forma, no presente estudo, investigamos o efeito do haloperidol

(halo - 0,3 mg/kg; i.p.), administrado imediatamente após sessões de treino no

período da manhã e da noite, sobre o desempenho de camundongos no teste de

preferência por objetos novos (TPON). Observamos que esse tratamento causou um

prejuízo mnemônico apenas nos camundongos testados pela manhã. Devido à

maior ocorrência de episódios de sono durante a fase clara dos roedores,

acreditamos que esse déficit pode estar associado a uma cascata de plasticidade

hipocampal, a qual envolve a expressão de diferentes moléculas em períodos

distintos após a exposição ao estímulo mnemônico inicial. Para testar tal hipótese,

realizamos imunohistoquímica (IHQ) em tecidos de animais naïve não expostos

(NV), bem como de animais expostos aos objetos com posterior injeção de halo ou

salina (veículo - VH), perfundidos 3, 6 e 12h após o estímulo inicial. Quantificamos a

expressão hipocampal (CA1, CA3 e GD) das proteínas CaMKII-P, Zif-268 e BDNF,

através de densitometria e contagem de células (somente para Zif-268).

Observamos um aumento parcial na expressão de CaMKII-P em animais VH 3h, na

região CA3. Quanto ao grupo halo, houve uma redução dos níveis de CaMKII-P nos

três horários analisados; de Zif-268 em 6h, tanto em CA1 quanto CA3; e de BDNF

em 12h, apenas no GD. Considerando-se o melhor desempenho diurno na

consolidação de memórias, associado à função do halo na regulação do sono,

propomos que a redução de plasticidade sináptica e os déficits no processo

mnemônicoocorreram devido à supressão do sono REM mediada pelo tratamento

com haloperidol.

Palavras-chave: Dopamina, sono, memória, plasticidade sináptica.

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ABSTRACT

Dopamine (DA) is known to regulate both sleep and memory formations, while

sleep plays a critical role in the consolidation of different types of memories. We

believe that pharmacological manipulation of dopaminergic pathways might disrupt

the sleep-wake cycle, leading to mnemonic deficits, which can be observed in both

behavioral and molecular levels. Therefore, here we investigated how systemic

injections of haloperidol (0.3 mg/kg), immediately after training in dark and light

periods, affects learning assessed in the novel object preference test (NOPT) in

mice. We also investigated the hippocampal levels of the plasticity-related proteins

Zif-268, brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and phosphorylated

Ca2+/calmodulin-dependent protein kinases II (CaMKII-P) in non-exposed (naïve),

vehicle-injected controls and haloperidol-treated mice at 3, 6 and 12 hours after

training in the light period. Haloperidol administration during the light period led to a

subsequent impairment in the NOPT. In contrast, preference was not observed

during the dark period neither in mice injected with haloperidol, nor in vehicle-injected

animals. A partial increase of CaMKII-P in the hippocampal field CA3 of vehicle-

injected mice was detected at 3h. Haloperidol-treated mice showed a significant

decrease in the dentate gyrus of CaMKII-P levels at 3, 6 and 12h; of Zif-268 levels at

6h, and of BDNF levels at 12h after training. Since the mnemonic effects of

haloperidol were only observed in the light period when animals tend to sleep, we

suggest that these effects are related to REM sleep disruption after haloperidol

injection.

Key-words: Dopamine, sleep, memory, synaptic plasticity.

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LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1 Via dopaminérgica no SNC

FIGURA 2 Sinapse dopaminégica

FIGURA 3 Redução do sono REM após tratamento com haloperidol

FIGURA 4 Cascata bioquímica de plasticidade sináptica

FIGURA 5 Sinapse glutamatérgica e papel do BDNF

FIGURA 6 Aparato destinado à tarefa comportamental

FIGURA 7 Objetos selecionados para a tarefa comportamental

FIGURA 8 Habituação

FIGURA 9 Protocolo de exposição única

FIGURA 10 Protocolo de reexposição

FIGURA 11 Teste de preferência por objetos novos (TPON)

FIGURA 12 Dados comportamentais - TPON

FIGURA 13 Análise qualitativa

FIGURA 14 Comparação intergrupo após densitometria

FIGURA 15 Comparação intertempo após densitometria

FIGURA 16 Comparação intergrupo/intertempo após contagem de células

FIGURA 17 Implante de eletrodos no hipocampo

FIGURA 18 Comparação dos mapas de estado bidimensionais de animais VH e

halo

FIGURA 19 Comparação da duração dos estágios de vigília, SWS e REM

FIGURA 20 Modelo para a cascata de eventos moleculares após a exposição

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LISTA DE TABELAS

TABELA 1 Grupos utilizados no protocolo de reexposição

TABELA 2 Grupos utilizados no protocolo de exposição única

TABELA 3 Comparação intergrupo após densitometria

TABELA 4 Comparação intertempo de grupos VH após densitometria

TABELA 5 Comparação intertempo de grupos halo após densitometria

TABELA 6 Comparação intergrupo após contagem de células

TABELA 7 Comparação intertempo dos animais VH e halo após contagem de

células

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LISTA DE ABREVIATURAS / SIGLAS

AMPA Alfa-amino- 3 hidróxi-5 metil- isoxazol- propionicacid

AMPc Adenosina 3',5'-monofosfato cíclico

Arc Activity-regulated cytoskeleton-associated protein

ATP Adenosina trifosfato

α-MT Alfa-metil-tirosina

BDNF Brain-derived neurotrofic factor

CA1/CA3 Corno de Amon 1/3

CaM Calmodulina

CaMKII Proteína quinase II dependentes de Ca2+/calmodulina

CREB cAMP response element binding protein

DA Dopamina

DAB Diaminobenzidina

DAT Transportador de dopamina

DOPAC Ácido dihidroxifenilacético

Egr-1 Early growth response protein1

ElkI Fator de transcrição tipo E 1

GD Giro denteado

GI Genes imediatos

Halo Haloperidol

IHQ Imunohistoquímica

IP3 Inositol 1,4,5-trifosfosfato

Kit ABC Avidina-biotina-peroxidase (Vectastain Standard ABC kit)

LTD Long-term depression

LTP Long-term potentiation

MAOb Monoamina oxidase tipo b

MAPK Mitogen-activated protein kinases

MTC Média dos tons de cinza

NCC Número de células contadas

NMDA N-metil-D-aspartato

NV Naïve

REM Rapid-eye movement

SARA Sistema ativador reticular ascendente

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SWS Slow-wave sleep

p75NTR Receptores de neurotrofinas p75

PEPS Potencial excitatório pós-sináptico

PFA Paraformaldeído

PKA Proteína quinase A

PKC Proteína quinase C

PIP2 Fosfatidilinositol 4,5-bifosfato

PLCγ Fosfolipase Cγ

PP1 Proteína-fosfatase1

PP2A Proteína-fosfatase 2A

PRP Proteína relacionada à plasticidade

proBDNF Proteína precursora do BDNF

TB Tampão bloqueador

TFS Tampão fosfato-salina

THDA Transtorno de hiperatividade e déficit de atenção

t-PA Ativador de plasminogênio tecidual

TPON Teste de preferência por objetos novos

TrkB Tirosina quinase tipo B

VH Veículo

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SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................... 10 1.1 Haloperidol ................................................................................................................................ 10

1.2 Função da dopamina na consolidação de memórias .................................................................. 11

1.3 Regulação dopaminérgica do ciclo sono-vigília .......................................................................... 12

1.4 Função do sono na consolidação de memórias .......................................................................... 18

1.5 Função do hipocampo no processamento de memórias ............................................................. 20

1.6 Bases moleculares da consolidação da memória ....................................................................... 22

1.6.1 CaMKII ............................................................................................................................ 25

1.6.2 Zif-268 ............................................................................................................................ 27

1.6.3 BDNF .............................................................................................................................. 29

2 OBJETIVO.......................................................................................................... 33 2.1 Objetivo geral ............................................................................................................................ 33

2.2 Objetivos específicos ................................................................................................................. 33

3 MATERIAIS E MÉTODOS.................................................................................. 34 3.1 Animais ..................................................................................................................................... 34

3.2 Aparato experimental ................................................................................................................. 34

3.3 Objetos ...................................................................................................................................... 34

3.4 Grupos experimentais ................................................................................................................ 36

3.5 Procedimentos Pré-teste ........................................................................................................... 37

3.6 Teste de preferência por objetos novos (TPON) ........................................................................ 37

3.7 Coleta e análise de dados ......................................................................................................... 39

3.8 Obtenção das amostras e realização de imunohistoquímica (IHQ) ............................................. 40

3.9 Quantificação da marcação e análise estatística ........................................................................ 41

4 RESULTADOS ................................................................................................... 43 4.1 TPON – protocolo de reexposição ............................................................................................. 43

4.2 Análise imunohistoquímica – protocolo de exposição única........................................................ 44

4.2.1 Quantificação por densitometria .................................................................................... 46

4.2.2 Quantificação por contagem de células .......................................................................... 51

5 DISCUSSÃO ...................................................................................................... 53 5.1 TPON – Análise comportamental ............................................................................................... 53

5.2 IHQ – ANÁLISE DOS NÍVEIS PROTEICOS ............................................................................... 55

5.2.1 Nível de CaMKII-P no grupo 3h ....................................................................................... 55

5.2.2 Níveis deZif-268 no grupo 3h .......................................................................................... 56

5.2.3 Níveis de CaMKII-P nos grupos6h e 12h .......................................................................... 58

5.2.4 Níveis de Zif-268 nos grupos 6h e 12h ............................................................................. 60

5.2.5 Níveis de BDNF em 3, 6 e12h .......................................................................................... 62

6 CONCLUSÕES .................................................................................................. 67

REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 68 APÊNDICE ................................................................................................................ 77

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1 INTRODUÇÃO

1.1 HALOPERIDOL

Esse fármaco pertence à primeira geração de antipsicóticos, também

conhecidos como típicos. Os mais recentes, considerados atípicos, a exemplo da

clozapina e risperidona, diferenciam-se da classe anterior principalmente pela menor

tendência em causar efeitos adversos motores. O haloperidol possui uma estrutura

química derivada das butirofenonas, a qual permite sua ligação a uma variedade de

receptores, tais como: os dopaminérgicos D1 e D2, sendo sua afinidade maior pelo

D2; os adrenérgicos α, os histaminérgicos H1, os colinérgicos muscarínicos e os

serotoninérgicos 5-HT2. Entretanto, sua principal ação antipsicótica ocorre devido ao

antagonismo de receptores D2, presentes na via mesolímbica e mesocortical;

enquanto o bloqueio desses receptores, presentes na via nigroestriatal, é

responsável pelos efeitos adversos motores. É usado no controle dos seguintes

quadros: esquizofrenia; psicose aguda induzida por drogas, tais como: LSD,

psilocibina, anfetamina, ketamina e fenciclidina; comportamento hiperativo e

agressivo; e Doença de Huntington (RANG & DALE, 2011).

No início do tratamento, os pacientes podem apresentar sonolência e

morosidade, com uma resposta diminuída aos estímulos externos. Contudo, eles

podem ser facilmente despertados, responder questões e manter sua função

cognitiva intacta. Ao longo dos dias, os sintomas de alucinação, delírios, ideias

incoerentes e desorganizadas apresentam uma melhora (RANG & DALE, 2011).

Os principais efeitos adversos causados pelo tratamento com haloperidol são

decorrentes de seu antagonismo aos diferentes receptores supracitados. Dentre os

principais, pode-se citar: sedação, hipotensão ortostática, letargia, boca seca,

tremores, aumento de peso corporal, inibição do peristaltismo, indução da secreção

de prolactina e, consequentemente, da lactação; quadros depressivos

acompanhados de tendência suicida após o uso prolongado; e efeitos

extrapiramidais. Com relação a esse último, ele engloba dois tipos de distúrbios

motores: distonia aguda e discinesia tardia, os quais resultam direta e indiretamente

do bloqueio de receptores D2. Distonias agudas consistem de movimentos

involuntários semelhantes aos observados na doença de Parkinson. Eles costumam

ocorrer nas primeiras semanas de tratamento e podem ser revertidos com a sua

suspensão. O quadro de discinesia tardia surge após meses ou anos em 20-40%

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dos pacientes tratados com antipsicóticos típicos. Trata-se de uma condição

incapacitante e irreversível, na qual ocorrem movimentos involuntários da língua, da

face, de tronco e membros (GOODMAN & GILMAN, 2003).

Apesar dos seus efeitos sedativos, esse fármaco geralmente não é usado no

tratamento de transtornos de ansiedade e insônia, devido aos seus efeitos adversos

neurológicos e autonômicos citados acima. Dentre tais efeitos, podem-se observar,

paradoxalmente, quadros de ansiedade severa e agitação (RANG & DALE, 2011).

Quanto aos parâmetros farmacocinéticos do haloperidol, seu pico plasmático

ocorre entre 6-8 horas, após uma dose oral, e em 20 minutos, após administração

intramuscular. A biodisponibilidade por via oral é de 60%-70% e o tempo de meia-

vida média é 24 horas (de 12-38 horas), após administração oral, e de 21 horas (de

13 a 36 horas), após administração intramuscular. Esse fármaco apresenta uma taxa

de 92% de ligação às proteínas plasmáticas, podendo ser excretado nas fezes

(60%) e na urina (40%). Com relação a sua metabolização, ela é realizada pelo

sistema enzimático do citocromo P450, particularmente pelo CYP 3A4 ou CYP 2D6.

Os metabólitos não apresentam atividade neuroléptica (GOODMAN & GILMAN,

2003).

1.2 FUNÇÃO DA DOPAMINA NA CONSOLIDAÇÃO DE MEMÓRIAS

As vias dopaminérgicas já foram reconhecidas por desempenhar uma função

crítica na cognição e emoção. Nas últimas décadas, houve um grande aumento no

número de evidências envolvendo esse neurotransmissor com processos de

plasticidade sináptica e consolidação de memória. A clonagem de cinco subtipos de

receptores dopaminérgicos e o desenvolvimento de agonistas e antagonistas

específicos para cada um deles têm contribuído para caracterização da ação da

dopamina na plasticidade sináptica. Concomitantemente, paradigmas

comportamentais sofisticados auxiliaram na elucidação da função dopaminérgica na

cognição (JAY, 2003).

Diversos trabalhos correlacionam o bloqueio da função mnemônica à

atividade em receptores dopaminérgicos específicos. Wilkerson e Levin (1999)

avaliaram os efeitos da administração no hipocampo ventral de agonistas e

antagonistas de receptores D1 e D2 em uma tarefa de memória espacial. Nenhum

efeito significativo foi observado após a manipulação farmacológica de receptores

D1. Por outro lado, o aumento da atividade dopaminérgica de receptores D2

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hipocampais, mediado pelo agonista quimpirole, pareceu melhorar o desempenho

desses animais, ao contrário do que foi observado após o uso do antagonista

D2raclopride. Esses resultados sugerem que sistemas dopaminérgicos hipocampais

interagem com a memória, contudo, a função mnemônica desse neurotransmissor

identificada na porção ventral ainda permanece inexplorada no hipocampo dorsal.

Ainda através de manipulação farmacológica, diversos trabalhos investigaram

o envolvimento de receptores dopaminérgicos na indução de LTP na região dorsal

de CA1. Frey et al (1990,1991), através da aplicação de antagonistas D1 e D2 em

uma mesma preparação in vitro, evidenciou que além da atuação do glutamato em

receptores NMDA e AMPA, sinais mediados por receptores dopaminérgicos foram

adicionalmente necessários na produção de uma LTP duradoura.

1.3 REGULAÇÃO DOPAMINÉRGICA DO CICLO SONO-VIGÍLIA

Os seres humanos passam, aproximadamente, um terço de suas vidas

dormindo e, apesar de décadas de pesquisa científica, muitos aspectos

concernentes ao sono ainda permanecem um enigma. No que concerne à visão

científica, muitos especialistas acreditavam ate bem recentemente que o sono seria

um processo passivo que ocorria quando o encéfalo fosse privado de aferências

sensoriais. No entanto, o bloqueio dessas aferências em um animal não impede que

o mesmo continue tendo ciclos de vigília e sono. A partir daí, numerosas hipóteses

foram lançadas para explicar as funções do sono, incluindo regulação imune,

conservação de energia, detoxificação cerebral, reparo tecidual e evasão de

predadores (MAQUET, 2001).

Mais recentemente, trabalhos em várias áreas da ciência estão sendo

publicados mostrando a importância do sono em diversos processos e fenômenos

que têm relação com funções integradas do sistema nervoso central, dentre os quais

podemos citar: condicionamento do medo e atenção, aprendizado, formação e

extinção da memória (KALIA, 2006; MCCARLEY, 2007; RIBEIRO et al., 2003, 2004,

2004.)

No ser humano, o sono possui vários estágios, podendo ser dividido em sono

de movimento rápido dos olhos (REM - rapid-eye movement), o qual também é

chamado de sono paradoxal devido aos vários aspectos semelhantes à vigília; e

sono de ondas lentas (SWS – slow-waves leep). Em humanos, esse último é

geralmente subdividido em 4 estágios (1-4), que correspondem, nessa ordem, ao

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aumento na profundidade do sono e maior dificuldade de despertar. Em adultos

saudáveis, ocorrem durante a noite 4-6 ciclos alternados de sono SWS e REM, cada

um com, aproximadamente, 90 minutos de duração. O sono SWS é caracterizado

por oscilações eletroencefalográficas de elevada amplitude e baixa frequência (<4

hz), as quais expressam uma sincronia entre o tálamo e o córtex cerebral. Por outro

lado, o sono REM caracteriza-se por oscilações dessincronizadas de baixa

amplitude. Nessa fase, estruturas corticais e subcorticais apresentam oscilações na

frequência gama (30-55 hz), a qual é similar àquela encontrada durante a vigília, e o

hipocampo apresenta potencial de campo local na faixa de 4-7 hz (ritmo teta).

Adicionalmente, há uma redução significativa no tônus muscular, quando comparada

a vigília ou ao sono SWS (PAYNE et al., 2008; DZIRASA et al., 2006; WALKER;

STICKGOLD, 2004.)

A organização cíclica do sono é variável entre as espécies e a duração de

cada ciclo aumenta com o tamanho do encéfalo de cada uma delas. Enquanto nos

humanos e primatas adultos a distribuição circadiana do sono tende a ser

monofásica, em espécies como ratos, camundongos e gatos ela ocorre de forma

polifásica. Nesses animais, os ciclos de SWS-REM são muito mais curtos. O sono

REM apresenta algumas características que permitem sua distinção de SWS:

presença de ritmo teta hipocampal, movimentos rítmicos das vibrissas e respiração

irregular (VANDERWOLF, 1969; WINSON, 1974; RIBEIRO et al., 1999). Apesar da

variabilidade no ciclo de sono, as principais modulações homeostáticas, circadianas

e neuroquímicas do sono permanecem essencialmente similares entre as diferentes

espécies (REVEL et al., 2009).

A passagem através desses diferentes estágios funcionais do encéfalo é

acompanhada por alterações neuroquímicas em diversas regiões encefálicas.

Atualmente, o sistema ativador reticular ascendente (SARA), do qual fazem parte o

sistema difuso modulatório noradrenérgico e o sistema modulatório serotonérgico

(Figura 1), é relatado como o principal agente modulador da entrada e saída do sono

(KALIA, 2006; MCCARLEY, 2007; BEAR, CONNORS, PARADISO, 2008). Durante a

vigília, é observada uma maior atividade dos neurônios do locus ceruleus (sistema

noradrenérgico) e dos neurônios dos núcleos da rafe (sistema serotonérgico), os

quais inervam praticamente todo o sistema nervoso central. Essa atividade é

bastante reduzida durante as fases do sono (KALIA, 2006). Além desses

neurotransmissores, a acetilcolina também desempenha uma função marcante

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nesse processo modulador. No sono SWS, neurônios colinérgicos subcorticais no

tronco encefálico e prosencéfalo se tornam nitidamente menos ativos, enquanto no

sono REM são igualmente ou ainda mais ativos que durante a vigília. Essa

variabilidade nos níveis de diferentes neurotransmissores gera padrões de atividade

muscular e cerebral característicos de cada fase do sono, os quais são enviados

através de projeções desses grupos de neurônios para estruturas corticais e

subcorticais (WALKER; STICKGOLD, 2004).

A influência dos neurotransmissores supracitados está bem estabelecida na

literatura. Apesar disso, no que se refere ao sistema dopaminérgico, sua influência

na modulação do ciclo sono/vigília ainda não foi bem elucidada e poucas foram as

publicações acerca do tema (DATTA; MACLEAN, 2007; KALIA, 2006; MCCARLEY,

2007; RIBEIRO; NICOLELIS, 2004; BEAR; CONNORS; PARADISO, 2008).

A dopamina é um neurotransmissor derivado da L-dopa, que por sua vez é

formada a partir do aminoácido tirosina, pela ação da enzima tirosinahidroxilase.

Esse neurotransmissor é precursor de outros como a noradrenalina e a adrenalina.

Devido à sua similaridade química com a presença de um grupo químico catecol e

outro grupo etil-amina, estas substâncias constituem as catecolaminas.

A dopamina é sintetizada e liberada principalmente em dois núcleos de

neurônios do tronco cerebral: 1) a substância negra, que possui projeções para o

estriado e forma a via nigro-estriatal, ligada a função de planejamento e movimentos

motores finos; 2) a área tegmentar ventral, que projeta seus axônios para o sistema

límbico (via mesolímbica) e para o córtex frontal (via mesocortical), sendo mais

relacionada a processos emocionais e de tomada de decisão (Figura 1). Os

principais receptores envolvidos na via mesolímbica e mesocortical são os D1 e D5,

componentes da subfamília D1. Os receptores da subfamília D2, que incluem os

receptores D2, D3 e D4, são os mais frequentes na via nigro-estriatal (CAVE; BAKER,

2009; MONTI, J. M.; MONTI, D., 2007).

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Figura 1: Via dopaminérgica no SNC. Disponível em: http://www.cellbiol.net/ste/alpobesity3.php

Acesso em: 12 de novembro de 2010

No que diz respeito às vias dopaminérgicas, pode-se distinguir dois padrões

de liberação da dopamina: um primeiro padrão tônico, no qual as descargas

neuronais ocorrem de forma irregular, lenta e difusa espacialmente; e um segundo

padrão fásico, onde as descargas ocorrem em bursts de quantidade maiores de

dopamina. As evidências disponíveis tendem a indicar que, durante a vigília, ocorre

um aumento do segundo padrão, com maior liberação de dopamina na área

tegmentar ventral, por exemplo (MONTI, J. M.; MONTI, D., 2007). Esse aumento do

neurotransmissor também é observado no sono REM (DZIRASA et al., 2006). Uma

vez liberada na fenda sináptica, a dopamina irá agir em receptores acoplados a

proteína G, chamados de receptores metabotrópicos, localizados em neurônio pós

ou pré-sinápticos (auto-receptores D2 em nível de dendritos ou corpos celulares). Ela

pode ainda ser recapturada pela célula pré-sináptica por transportadores,

principalmente o DAT, e seguir dois caminhos: ser degradada pela monoamina

oxidase tipo b (MAOb), enzima catabólica que converte a dopamina em ácido

dihidroxifenilacético (DOPAC); ou ser novamente estocada em vesículas sinápticas

para serem reutilizadas (Figura 2) (MONTI, J. M.; MONTI, D., 2007, BEAR;

CONNORS; PARADISO, 2008).

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Figura 2: Sinapse dopaminérgica.

Disponível em: http://www.nibb.ac.jp/en/sections/sasaoka.html Acesso em: 12 de novembro de 2010

A dopamina está implicada em vários processos comportamentais, como a

sensação de recompensa, a avaliação de riscos, a manutenção da atenção, o

acesso a memórias, a regulação fina de movimentos e o controle do ciclo sono-

vigília, visto que o sistema dopaminérgico também faz parte dos sistemas

modulatórios de projeção difusa. Dessa forma, através da substância negra e da

área tegmentar ventral, neurônios dopaminérgicos fazem conexão com a região

dorsal dos núcleos da rafe, com o locus ceruleus, com o hipotálamo e tálamo,

regiões que são envolvidas com o ciclo de sono e vigília (BEAR; CONNORS;

PARADISO, 2008). Estudos de manipulação farmacológica demonstraram que a

aplicação de agonista D1 levou ao aumento da vigília e diminuição do estado de

sono (REM e SWS), enquanto agonistas D2 geraram uma resposta bifásica: em

baixas concentrações, provocaram aumento de sono REM e SWS, enquanto doses

elevadas resultaram em resposta contrária (MONTI, J. M.; MONTI, D., 2007).

Alterações na via de transmissão dopaminérgica têm se mostrado envolvidas

em alguns transtornos neurológicos e psiquiátricos, tais como: esquizofrenia,

Doença de Parkinson e transtorno de hiperatividade e déficit de atenção (THDA),

sendo observadas hiperdopaminergia na via mesolímbica, no primeiro caso, e

hipodopaminergia nos demais. É interessante notar que indivíduos que apresentam

alguns desses quadros patológicos sofrem de distúrbios do sono, dentre os quais

estão: sonolência diurna excessiva, redução na latência do sono REM e alteração na

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arquitetura do sono. Esses dados sugerem que a dopamina exerce realmente uma

função regulatória no ciclo sono-vigília (DZIRASA et al., 2006).

O trabalho de Dzirasa et al (2006) avançou mais alguns passos em direção à

corroboração dessa hipótese, pois utilizou camundongos transgênicos, que não

expressam o gene que codifica o transportador de dopamina (DAT-nocautes), para

investigar o efeito de variações agudas da disponibilidade desse neurotransmissor

na fenda sináptica, como de fato ocorre mais lentamente nas doenças

neuropsiquiátricas citadas anteriormente. Esses animais são considerados

hiperdopaminérgicos, pois na ausência do transportador, a dopamina não sofre

recaptação e permanece por um período de cerca de 5 vezes mais na fenda

sináptica do que em animais selvagens (DZIRASA et al., 2006, 2009).

Complementarmente, tais animais também constituem um excelente modelo

farmacológico para a depleção aguda de dopamina quando tratados com alfa-metil-

tirosina (α-MT - inibidora da síntese de dopamina), uma vez que todo o

neurotransmissor de suas sinapses provém de síntese e não de recaptação.

Esse grupo realizou cirurgias de implante de multieletrodos para verificação

dos clusters de sono SWS, sono REM e vigília sob a ação de drogas que modulam a

sinapse dopaminérgica. Após a construção de um mapa bidimensional de estados

do ciclo sono-vigília, foi observado que animais DAT-nocautes expostos a ambientes

novos exibiram um padrão eletrofisiológico hipocampal do sono REM semelhante

àquele observado durante a vigília, ao passo que os animais ditos selvagens

apresentaram padrões espectrais nitidamente separados. Isso sugere que padrões

espectrais de sono REM adentram a fase de vigília quando existe um estado

hiperdopaminérgico.

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Figura 3: Redução do sono REM após tratamento com haloperidol. Observa-se que a administração de haloperidol (0,3mg/Kg) promove a diminuição na sobreposição dos clusters de sono REM e vigília. (The JournalofNeuroscience, Dzirazaet al (2006)).

O tratamento com α-MT acarretou uma depleção aguda de dopamina,

provocando uma redução nos clusters de sono REM em animais do tipo selvagem.

Nos DAT-nocautes, houve também uma modificação do padrão de divisão dos

clusters, levando a formação de apenas um fora da área dos três anteriores. O

tratamento com agonistas dopaminérgicos D2 e não D1 foi capaz de restaurar o sono

REM nesses camundongos. Por outro lado, a administração de haloperidol, um

antagonista de receptores D2 não seletivo (SPIELEWOY et al., 2000), levou a uma

redução na sobreposição dos clusters de sono REM e vigília, chegando a níveis

semelhantes aos de camundongos selvagens (Figura 3). Esses resultados parecem

indicar que a dopamina, e mais especificamente o receptor dopaminérgico D2,

possui um papel importante na manutenção desses padrões eletrofisiológicos do

sono e, consequentemente, em todos os processos que estão envolvidos com o

mesmo, como a formação e extinção de memórias, que veremos a seguir.

1.4 FUNÇÃO DO SONO NA CONSOLIDAÇÃO DE MEMÓRIAS

A partir de 1970, a ciência começou a reconhecer a função do sono nas

diferentes etapas de consolidação da memória, fundamentando-se em algumas

descobertas principais, tais como: o efeito deletério da privação de sono sobre o

aprendizado (BENNETT et al., 1973; FISHBEIN, 1971; FISHBEIN et al., 1974;

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LANDFIELD et al., 1972; MEDNICK et al., 2003; PEARLMAN; BECKER, 1974;

SMITH et al., 1974; SMITH; BUTLER, 1982; STICKGOLD et al., 2000; WINSON,

1978); a melhora na retenção de memórias em ratos quando o sono REM é

aumentado; o aumento na quantidade de sono após a aquisição de memórias; e a

presença de ritmos teta no sono REM, os quais consistem em oscilações

hipocampais relacionadas à aprendizagem típica de vigília exploratória (BENNETT

et al., 1973; LANDFIELD et al., 1972; WINSON, 1978 apud RIBEIRO; NICOLELIS,

2004; ARNOLDS et al., 1980; GREEN; ARDUINI, 1954; KAHANA et al., 1999).

Uma teoria recente proposta pelo grupo de Ribeiro et al (2004) argumenta

que as memórias são formadas e consolidadas pela contribuição combinada dos

principais estados fisiológicos do encéfalo (vigília - sono de ondas lentas - sono

REM), que atuam de forma cíclica e complementar de modo a reforçar as sinapses

no sentido hipocampo-cortical. Isso possibilita uma propagação progressiva e

ramificada das transformações sinápticas ao longo desse percurso, permitindo o

estoque gradativo de memórias em diversas áreas corticais associadas ao contexto

sensorial, motor e emocional da sua aquisição.

Dois grupos de pesquisadores, na busca por mecanismos que servissem de

base para a função mnemônica do sono, chegaram às seguintes descobertas: 1) a

aquisição de memórias é danificada pelo bloqueio de síntese proteica durante o

sono (GUTWEIN et al., 1980), e 2) nessa fase, os padrões de atividade neuronal

relacionados às experiências da vigília reaparecem no hipocampo (PAVLIDES;

WINSON, 1989). Seguindo essa linha de pesquisa, o grupo de Ribeiro et al (2004)

propôs que, em atuação complementar, e satisfazendo os dois postulados do

neurocientista Donald Hebb, a consolidação de memórias durante o sono envolveria:

A reativação neuronal pós-estímulo, conhecida como reverberação, a qual

depende principalmente de episódios de sono de ondas lentas (SWS);

Alterações estruturais (plasticidade neuronal), que parecem ocorrer

exclusivamente durante o sono REM.

Objetivando avaliar a fixação de memórias, esse grupo utilizou o chamado

“teste de preferência por objetos novos” (novelty preference test). Esse teste se

baseia no comportamento natural de exploração dos roedores, quando expostos a

um novo ambiente, e serve como base de um modelo de aprendizado conhecido

como reconhecimento de novos objetos. Este modelo, bastante útil na avaliação da

memória de reconhecimento, é vantajoso em relação a outros realizados, pois não

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envolve reforços repetitivos, como alimentação ou choques elétricos e é comparável

a testes de memória realizados em seres humanos (ENNACEUR et al., 1989). O

animal exposto aos objetos desenvolve a habilidade de discriminar os que são novos

daqueles que são familiares. Essa tarefa envolve o hipocampo e é dependente de

síntese proteica (ROSSATO et al., 2007).

A exploração de novos ambientes acarreta o aumento de atividades motoras

e sensoriais, sendo isso, provavelmente, responsável pela expressão de Zif-268na

fase REM, especialmente no córtex frontal. No teste de preferência por objetos

novos, o animal foi submetido a duas exposições: um primeiro contato com quatro

objetos novos, os quais foram explorados pelo animal por certo tempo; e um

segundo contato, horas ou dias depois, no qual foram reapresentados dois dos

mesmos objetos e também dois objetos novos. A razão entre o tempo de exploração

dos objetos não-familiares e familiares (R não-familiar/familiar) foi usada como

parâmetro de comparação da capacidade de consolidação de memórias entre

diferentes grupos de animais.

Dois resultados principais foram obtidos a partir desse estudo. Inicialmente,

foi demonstrado que o fenômeno de reverberação neural preserva relações

temporais da atividade neuronal da vigília (DAVE; MARGOLIASH, 2000),

correlaciona-se com o conteúdo aprendido em tarefas cognitivas (DESTREBECQZ

et al., 2003), pode predizer quantitativamente as taxas de aprendizado antes do

sono (DATTA, 2000), e é mais robusto durante o sono SWS que durante a vigília ou

o sono REM. Além disso, foi observado que, diferencialmente no sono REM, há uma

indução da expressão do gene imediato Zif-268.

1.5 FUNÇÃO DO HIPOCAMPO NO PROCESSAMENTO DE MEMÓRIAS

A formação hipocampal abrange o corno de Amon, o qual se subdivide em

CA1, CA2 e CA3; o giro denteado (GD), o subiculum, pré-subiculum, parasubiculum

e o córtex entorrinal. Existem controvérsias quanto àposição da região CA2separada

das demais, visto que compreende uma área estreita, interposta entre CA1 e CA3, e

que apresenta características semelhantes às duas outras regiões, sendo

considerada por alguns autores como uma região de transição. O fluxo de

informação percorre a formação hipocampal no seguinte sentido: aferências

sensoriais chegam ao córtex entorrinal, o qual emite projeções para o GD. Este, por

sua vez, enviará a informação para CA3, passando por CA2 e finalmente

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alcançando CA1. Essa ultima região projeta novamente para o córtex entorrinal e

desempenha uma função de saída de informações já processadas, enviando

projeções para o córtex pré-frontal, amígdala, hipotálamo, dente outros (BEAR;

CONNORS; PARADISO, 2008).

Diversas funções já foram atribuídas ao hipocampo, dentre as quais se

destacam: detecção de novidades; processamento de memória episódica de curto e

médio, mas não de longo prazo; separação, associação e retomada de padrões

associados a informações espaciais e temporais. Estudos relacionando lesão

hipocampal à consolidação de memórias em diferentes paradigmas

comportamentais mostraram que o hipocampo desempenha uma função essencial

na retomada de memórias relacionadas ao lugar e contexto do contato com um

objeto, além de fornecer uma grande contribuição no reconhecimento dos mesmos.

O hipocampo também está envolvido na localização espacial, o que explica a

indução de Zif-268 nesta região (RIBEIRO et al., 1999).

As sub-regiões hipocampais (GD, CA3 e CA1), apesar de atuarem de modo

cooperante em muitos casos, desempenham funções distintas no processamento de

diferentes tipos de memórias. O giro denteado é responsável pela criação de uma

representação espacial métrica a partir das informações sensoriais obtidas, atuando

no processo de separação de padrões espaciais em conjunto com CA3. Essa sub-

região, por sua vez, desempenha funções como associação de padrões espaciais,

detecção de novidades e processamento de memória de curto prazo. Por último, a

sub-região de CA1 participa da associação de padrões temporais, assim como do

processamento de memória de médio prazo, sendo uma sub-região chave para a

ocorrência de processos de consolidação celular. Achados a favor dessa teoria

mostram que animais submetidos a alguns paradigmas comportamentais exibem

alteração na expressão de GI relacionados à indução de LTP somente na região de

CA1. Ratos lesionados em CA1 dorsal, submetidos a um paradigma de medo

condicionado, apresentaram déficit na retenção de condicionamento contextual

quando testados 24 horas após a aquisição (KESNER; GILBERT, 2004). Usando o

mesmo paradigma, Hall et al. (2001) demonstrou uma relação entre esse tipo de

memória e a expressão de GI relacionados à LTP (BDNF e Zif-268) em CA1, 30

minutos após a exposição à situação de medo condicionado.

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1.6 BASES MOLECULARES DA CONSOLIDAÇÃO DA MEMÓRIA

Memória e aprendizado são os mais importantes mecanismos de alteração do

comportamento em função do ambiente. O aprendizado consiste no processo

através do qual se adquire conhecimento a respeito do mundo, enquanto a memória

é o processo que permite a codificação, armazenamento e posterior retomada desse

conhecimento (KANDEL; SCHWARTZ; JESSEL, 2000).

Durante a fase de aquisição e codificação, processos de sinalizações elétricas

e bioquímicas entre neurônios são capazes de converter as informações

provenientes do ambiente em atividades sinápticas, as quais precisam ser

estabilizadas ou consolidadas para se tornarem uma memória duradoura. Dentre

outros neurotransmissores, o glutamato desempenha um importante papel nessa

primeira fase de aquisição, visto que o influxo de cálcio através de receptores

glutamatérgicos é capaz de induzir fosforilações de proteínas pré-existentes nas

sinapses ativas, resultando em alterações de curto-prazo no fortalecimento dessas

sinapses. Tais alterações aumentam a probabilidade de disparo do neurônio pós-

sináptico e permitem que as informações recém-adquiridas sejam transmitidas em

curto prazo. Elas podem ser convertidas em uma forma mais duradoura, através do

processo de consolidação, ou esquecidas, à medida que as conexões sinápticas

enfraquecem (HERNANDEZ; ABEL, 2011).

Assim, o termo consolidação de memórias se refere ao processo de

conversão de uma informação lábil recentemente armazenada em uma forma mais

estável. Tal processo envolve três fases distintas: consolidação sináptica, a qual

ocorre logo após a fase de aquisição; consolidação sistêmica, que ocorre ao longo

de semanas ou anos e possibilita uma reorganização da memória em diferentes

regiões cerebrais; e, por último, a reconsolidação, a qual estabiliza memórias

retomadas recentemente (HERNANDEZ; ABEL, 2011). No presente trabalho,

evidenciaremos o processo de consolidação sináptica, o qual envolve a expressão

de genes e a síntese de novas proteínas, levando a alterações estruturais

responsáveis por esse armazenamento mais duradouro (KANDEL; SCHWARTZ;

JESSEL, 2000).

A consolidação de memórias envolve processos de plasticidade sináptica, tais

como: potenciação de longa duração (LTP, do inglês long-term potentiation), que

consiste na otimização do processo de evocação de um potencial excitatório pós-

sináptico (PEPS); e depressão de longa duração (LTD, do inglês long-term

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depression), a qual atua de modo inverso para dificultar a geração desse potencial.

O equilíbrio entre potenciação e depressão tem sido descrito como um mecanismo

molecular para a formação de memórias. Além disso, estudos envolvendo LTP têm

contribuído para o entendimento da biologia celular e molecular do aprendizado e

memória, assim como das funções desempenhadas pelo sono durante esse

processo (KANDEL; SCHWARTZ; JESSEL, 2000; HERNANDEZ; ABEL, 2011).

A ocorrência desses processos no terminal pós-sináptico está associada a

uma intrincada cascata de eventos bioquímicos, os quais envolvem uma série de

fatores transcricionais e proteínas quinases, dentre as quais se destacam: proteína

quinase II dependentes de Ca2+/calmodulina (CaMKII), a proteína quinase C (PKC) e

a proteína quinase A (PKA). Esses eventos acarretam o aumento da eficiência de

transmissão sináptica em uma determinada via. A LTP é geralmente dividida em

duas fases: recente, que dura aproximadamente 1-2 horas e requer a modificação e

transporte de proteínas já existentes nas sinapses; e tardia, a qual se mantém além

de 8 horas ou até mesmo dias, sendo dependente de fenômenos de transcrição

gênica, particularmente mediada pelo fator transcricional CREB (do inglês, cAMP

response element binding protein) (WAYMAN et al., 2008; BEKINSCHTEIN et al.,

2007). Dessa forma, o que difere a fase precoce da tardia é a necessidade da

ocorrência de síntese proteica de novo, associada a alterações estruturais nas

sinapses, observada apenas na fase tardia. A manutenção da LTP tardia requer

ainda a ocorrência de uma transcrição gênica dependente de atividade, a qual

ocorre no núcleo localizado no corpo celular dos neurônios (LU et al., 2007).

As formas precoce e tardia, relativas ao processo de LTP, se correlacionam

às duas formas descritas para o armazenamento de informações recém-adquiridas:

memórias de curto e de longo prazo. Assim como a LTP precoce, a memória de

curto prazo dura entre minutos a alguma horas e não requer a ocorrência de

processos de transcrição e tradução. Por outro lado, a memória de longo prazo tem

duração de algumas horas a dias, semanas ou mais. Além disso, assim como a LTP

tardia, seu armazenamento depende da síntese de RNAm e proteína (DUDAI et al.,

2004 apud LU et al., 2007). Contudo, a ocorrência dos mecanismos moleculares,

relativos ao processo de LTP, nas diferentes formas de memória ainda não foi

inteiramente elucidada. Ainda que essas memórias dependam da mesma estrutura

anatômica, como é o caso do hipocampo (LU et al., 2007).

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A primeira região onde se identificou o fenômeno de LTP foi o hipocampo

(BLISS; LOMO, 1973). Para que isso ocorra, é necessário que estímulos de alta

frequência, como o tetânico, ativem simultaneamente o neurônio pré e pós-sináptico,

envolvidos em uma via de transmissão. Esse tipo de estímulo é imprescindível para

a ativação de receptores glutamatérgicos do subtipo NMDA (N-metil-D-aspartato) no

neurônio pós-sináptico (MALENKA, 1994), pois a despolarização da membrana é

responsável pela remoção do íon magnésio, que, constitutivamente, bloqueia seu

canal, mesmo com a ligação do glutamato em seu sítio receptor. Dessa forma,

durante uma estimulação de alta frequência, tanto receptores AMPA (do inglês, alfa-

amino- 3 hidróxi-5 metil- isoxazol- propionicacid) quanto NMDA estarão ativados e

contribuindo para a resposta pós-sináptica, enquanto que, em estímulos de baixa

frequência, somente se ativam os receptores AMPA.

A ativação dos receptores NMDA promove a entrada de grandes quantidades

de Ca2+ no interior da célula. Outras fontes também são responsáveis pelo aumento

intracelular desse íon, como os estoques intracelulares e os canais de Ca2+

operados por voltagem. A calmodulina é uma proteína ativada e modulada por íons

Ca2+. O complexo cálcio-calmodulina (Ca2+/CaM) é capaz de regular as funções de

numerosas proteínas alvo, dentre as quais podemos citar a família de

serina/treonina proteína quinases conhecidas como CaM-quinases (CaMKs). Esse

aumento nos níveis de Ca2+ intracelular ativa CaM, formando o complexo Ca2+/CaM,

o qual se liga a CaMKII. Essa ligação induz a autofosforilação da quinase (CaMKII-

P), levando a ativação da mesma. A CaMKII-P modifica a cinética de receptores

AMPA, podendo levar ao aumento da sua condutância ao Na+ ou sua afinidade pelo

L-glutamato. Isso acarreta um aumento na resposta pós-sináptica a estímulos

subsequentes, e consequente LTP (MALENKA, 1994). A fosforilação de receptores

AMPA pela CaMKII-P resulta na fosforilação e ativação de MAPK (do inglês,

mitogen-activated protein kinases), CaMKIV e PKC, cujos alvos são os fatores

transcricionais CREB e ElkI. Ambos estão envolvidos na regulação da expressão de

genes imediatos, como Zif-268e c-Fos (DAVIS et al., 2000; MIYAMOTO, 2006;

SGAMBATO et al., 1998), os quais são responsáveis pela regulação de vários

outros genes relacionados à transcrição de novas proteínas necessárias a

plasticidade neural. (LEMAIRE et al., 1994). O gene BDNF (do inglês, brain-derived

neurotrofic factor) também é induzido pela ativação dessa cascata, sendo importante

no processo de plasticidade sináptica (LU et al., 2007) (figura 4).

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Figura 4: Cascata bioquímica de plasticidade sináptica. Eventos associados às fases precoce e tardia da LTP. Nota-se o envolvimento inicial da CaMKII-P, bem como a participação tardia dos genes regulatórios e efetores, Zif-268 e BDNF respectivamente (KANDEL et al., 2000).

No presente estudo, investigaremos o envolvimento de três dessas moléculas

na cascata de plasticidade sináptica descrita acima: CaMKII, Zif-268 e BDNF. Por

essa razão, detalharemos alguns dados da literatura, concernentes especificamente

às moléculas supracitadas.

1.6.1 CaMKII

É uma proteína pertencente à família de serina/treonina proteína quinases,

conhecidas como CaM-quinases (CaMKs) e, em mamíferos, apresenta-se em

múltiplas isoformas codificadas por diferentes genes, tais como α, β, γ e δ

(LUCCHESI et al., 2011). O gene α-CaMKII foi um dos primeiros a serem implicados

nos mecanismos de LTP, memória e aprendizado. Sua deleção prejudica a

formação de LTP em CA1 e o aprendizado espacial em camundongos mutantes

(SILVA et al., 1992 apud WAYMAN et al., 2008). A CaMKII, quinase codificada por

esse gene, estruturalmente é composta por um domínio catalítico N-terminal e um

domínio regulatório auto inibitório. Ainda, ela apresenta um domínio de associação

com quatro regiões variáveis, o qual permite a formação de uma holoenzima

composta por 12 subunidades organizadas em dois anéis hexaméricos. Seu domínio

regulatório contém um sítio para a ligação de Ca2+/CaM, um sítio de ligação de um

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pseudo substrato capaz de inibir a subunidade catalítica e, por último, alguns sítios

de autofosforilação. Especificamente na α-CaMKII, o sítio de autofosforilação no

resíduo treonina 286 (T286) pertence ao domínio inibitório, enquanto os sítios nos

resíduos T305 e T306 localizam-se no domínio de ligação a Ca2+/CaM (COLBRAN,

2004 apud LUCCHESI et al., 2011) .

Quando o complexo Ca2+/CaM se liga a região regulatória da CaMKII, ocorre

uma alteração conformacional capaz de expor o seu domínio catalítico, o qual por

sua vez passa a fosforilar seus substratos (RELLOS et al., 2010). Devido a sua

estrutura complexa, dois mecanismos distintos de fosforilação são realizados por

essa quinase. O primeiro deles ocorre após a ligação do substrato a região

catalítica, na qual há a hidrólise de ATP. Já o segundo, depende da autofosforilação

em T286 dentro da própria holoenzima, o que torna a atividade de CaMKII

independente da ligação ao complexo Ca2+/CaM. Após a dissociação desse

complexo, observa-se uma atividade autônoma da quinase e a ocorrência de uma

segunda onda de autofosforilação em T305 e T306, a qual é considerada inibitória

visto que previne a religação de Ca2+/CaM (MUKHERJI et al., 1994 apud LUCCHESI

et al., 2011). Apesar disso, a atividade autônoma de CaMKII continua ocorrendo de

forma sustentada, possibilitando a ativação de uma variedade de proteínas, como foi

descrito na cascata molecular acima.

Dentre as diferentes funções atribuídas a CaMKII, destacaremos sua

participação na cascata de sinalização associada ao desenvolvimento neuronal,

plasticidade e comportamento (WAYMAN et al., 2008), visto que essa quinase se

mostra uma candidata ideal para a indução de LTP, considerando suas propriedades

estruturais e bioquímicas acima descritas. Assim, um ponto de mutação que previne

essa autofosforilação impede tanto a formação de LTP quanto do aprendizado

espacial, indicando a importância dessa atividade autônoma para a plasticidade

sináptica (GIESE et al., 1998 apud WAYMAN et al., 2008). Além disso, a inibição

farmacológica da atividade ou autofosforilação de CaMKII também bloqueia a

indução de LTP (MALINOW et al., 1989 apud WAYMAN et al., 2008). Além da sua

função essencial na indução de LTP, a CaMKII também atua no processo de

marcações sinápticas explicado anteriormente, o qual independe de síntese proteica

e dura menos de 2 horas. A atividade sináptica, gerada após um estímulo neuronal,

promove a translocação dessa quinase para os terminais pós-sinápticos de

neurônios glutamatérgicos, originando um tipo de marcação nas sinapses que foram

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previamente ativadas e que deverão se submeter a modificações adicionais para

ocasionar plasticidade sináptica. Assim, as proteínas relacionadas à plasticidade se

difundem para essas sinapses marcadas, onde irão atuar no fortalecimento a longo-

prazo das mesmas (REDONDO et al., 2010 apud LUCCHESI et al., 2011).

Devido ao fato de a CaMKII exibir uma atividade autônoma cálcio-

independente, faz-se necessário um mecanismo de feedback negativo para regular

sua atividade. Isso parece ser alcançado com a participação das proteínas

fosfatases PP1 e PP2A, capazes de remover o grupamento fosfato presente na

T286 da α-CaMKII autofosforilada (COLBRAN et al., 2004). Além disso, um

mecanismo regulatório mais rápido pode ser fornecido por duas proteínas inibitórias

endógenas, CaMKIINα e CaMKIINβ, que se ligam a região catalítica da CaMKII e

bloqueiam tanto sua atividade autônoma quanto aquela dependente de Ca2+,

impedindo estericamente o acesso dos substratos ao sítio catalítico (VEST et al.,

2007).

1.6.2 Zif-268

Os genes imediatos (GI) são aqueles ativados de modo rápido e transitório

frente a uma grande variedade de estímulos, tais como: estimulação de alta

frequência que induz LTP; fatores de diferenciação, liberação de

neurotransmissores, peptídeos e fatores de crescimento; ou ainda por diferentes

paradigmas comportamentais. A exposição a novos ambientes, por exemplo, é

capaz de induzir fortemente a expressão hipocampal de diversos genes imediatos,

dentre os quais podemos citar Zif-268 (DAVIS; BOZON; LAROCHE, 2003 apud

KATCHE et al., 2012).

Tais genes podem ser funcionalmente divididos em duas classes: genes

regulatórios, que controlam a transcrição de outros genes, e genes efetores, que

codificam proteínas que possuem um papel funcional mais direto nas sinapses,

como Arc (do inglês, activity-regulated cytoskeleton-associated protein) e Homer

(LANAHAN; WORLEY, 1998 apud KUBIK et al., 2007). Um exemplo de gene

regulatório é o Egr-1 (do inglês, early growth response protein1), também conhecido

por Zif-268, Krox24, NGFI-A, TZS8 e Zenk. Na região promotora desse gene

localizam-se diferentes sequências regulatórias: dois sítios CRE; seis sítios SRE;

sequências CCAATT; um sítio GSG (GCGGGGGCG), conhecido como elemento de

resposta ao Egr, dentre outros. Diferentes moléculas podem ativar a transcrição de

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Zif-268 ao se ligar a essas sequências, tais como: fatores transcricionais CREB e

Elk-1, que se ligam às regiões CRE e SRE, respectivamente; a próprias proteínas da

família Egr, que se ligam aos sítios GSG, provavelmente atuando de maneira auto

regulatória (TSAI-MORRIS et al., 1988; HERDEGEN et al., 1998 apud DAVIS et al.,

2003; CAO et al., 1993 apud DAVIS et al., 2003).

A expressão do gene Zif-268 é ativada após uma despolarização prolongada,

com ativação de receptores NMDA e consequente influxo de íons Ca2+, conforme

descrito anteriormente na cascata molecular. Tal gene codifica a proteína Zif-268,

que consiste em um fator transcricional cuja estrutura apresenta três sequências do

tipo “dedos de zinco” (do inglês, zinc finger) no domínio que se liga a elementos

ricos em CG no DNA (DAVIS et al., 2003). Essa ligação ocorre em regiões

promotoras específicas, regulando centenas de genes de expressão tardia

envolvidos no controle do crescimento, sobrevivência e plasticidade neuronal

(LEMAIRE et al., 1994). Dentre esses, podemos citar o gene das sinapsinas I e II,

fosfoproteínas que regulam a disposição das vesículas sinápticas para ancoragem e

fusão, pelo controle de suas ligações com o citoesqueleto no pool vesicular. (THIEL

et al., 1994; PETERSOHN et al., 1995).

No cérebro de ratos ocorre uma expressão constitutiva do RNAm de Zif-268

no neocórtex, córtex entorrinal e olfatório primário, amígdala, estriado, núcleo

accumbens, cerebelo e hipocampo (DAVIS et al., 2003). Tanto o RNAm quanto a

proteína são importantes para os processos de memória e aprendizagem. A

expressão de Zif-268 está associada à indução de LTP, alterações morfológicas

neuronais após exposição a um ambiente enriquecido, e outros fenômenos

relacionados à plasticidade. Foi descrito que a deleção desse gene acarreta uma

redução no processo de LTP hipocampal, levando a um déficit mnemônico em

camundongos submetidos a uma tarefa de reconhecimento de objetos, 24h após a

primeira exposição (JONES et al., 2001 apud KATCHE et al., 2012). Além disso,

esses camundongos mutantes se mostraram incapazes de consolidar informações a

respeito de localizações espaciais ou o aspecto dos objetos, evidenciando o

envolvimento do gene Zif-268 na memória de reconhecimento (BOZON et al, 2003

apud KATCHE et al, 2012). Katche et al (2012) demonstraram a ocorrência de pelo

menos dois picos de expressão hipocampal da proteína Zif-268, em ratos

submetidos a um treinamento na esquiva inibitória. O primeiro pico ocorre

precocemente e está envolvido na formação de memórias de longo prazo. O

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segundo é tardio, entre 12-24 horas após o treino nessa tarefa comportamental, e

parece estar envolvido no armazenamento dessa memória recém-formada

(KATCHE et al, 2012).

1.6.3 BDNF

O fator neurotrófico derivado do cérebro, conhecido como BDNF, consiste em

uma pequena proteína dimérica, pertencente a uma família de neurotrofinas

envolvidas na regulação da sobrevivência e diferenciação de neurônios centrais e

periféricos durante o desenvolvimento do sistema nervoso (BINDER; SCHARFMAN,

2004). Ele é sintetizado e armazenado em neurônios glutamatérgicos, os quais

secretam uma mistura de proBDNF, proteína precursora, e BDNF, forma madura

gerada após a clivagem proteolítica (GRAY et al., 2012). Essa clivagem pode ocorrer

tanto no meio intracelular quanto no extracelular. No segundo caso, o proBDNF é

clivado pela plasmina, de modo dependente do ativador de plasminogênio tecidual

(t-PA), em resposta a estímulos indutores de LTP (SCHWARTZ et al., 2011). As

vesículas secretoras podem ser encontradas tanto nos terminais axônicos dos

neurônios pré-sinápticos, quanto nos dendritos dos pós-sinápticos. Essa liberação

ocorre de modo dependente de atividade neuronal (PANG et al., 2004 apud

BEKINSCHTEIN et al., 2008), sendo dependente do influxo de íons Ca2+ através de

canais acoplados aos receptores NMDA ou voltagem-dependentes (LU et al., 2007).

Uma vez liberado na fenda sináptica, o BDNF pode se ligar ao receptor

tirosina quinase tipo B (TrkB), também localizado nos neurônios pré e pós-

sinápticos. Essa ligação promove a dimerizaçãodo receptor e autofosforilação

deresíduos de tirosina específicos em seu domínio intracelular, os quais promovem

a ativação de outras enzimas pertencentes a cascatas distintas de sinalização

intracelular. Uma dessas vias ativa a enzima fosfolipase Cγ (PLCγ), a qual hidrolisa

o fosfatidilinositol 4,5-bifosfato (PIP2) para produzir inositol 1,4,5-trifosfosfato (IP3),

que por sua vez, desencadeia a liberação de íons Ca2+ do retículo endoplasmático.

Os íons Ca2+ livres no citosol se ligam a calmodulina, formando um complexo cálcio-

calmodulina (Ca2+/CaM) capaz de regular as funções de numerosas proteínas alvo,

inclusive a CaMKII conforme já foi exposto acima. Além disso, o BDNF facilita a

liberação de glutamato, aumenta a fosforilação de receptores NMDA, bem como a

expressão e fosforilação de receptores AMPA (TYLER et al., 2002) (figura 5).

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30

Figura 5: Sinapse glutamatérgica e papel do BDNF. Cascata de eventos moleculares ativada pela

ligação do BDNF ao seu receptor TrkB nos neurônios pré e pós-sinápticos (TYLER et al., 2002).

Adicionalmente, foi descrito que a liberação precoce de BDNF, a partir de

vesículas secretoras contendo a proteína previamente sintetizada nos neurônios pré-

sinápticos, facilita a indução de LTP precoce. Possivelmente, isso ocorre devido à

função regulatória que o BDNF desempenha nos processos de mobilização e

ancoragem de vesículas sinápticas, através da distribuição e fosforilação de

proteínas (LU, Y. et al., 2007). A liberação tardia, por sua vez, a partir de neurônios

pós-sinápticos, contribui para a manutenção de LTP. No entanto, para que isso

ocorra, faz-se necessário um suprimento sustentado de BDNF através de processos

de transcrição e tradução induzidos por atividade (ALDER et al., 2005 apud

BEKINSCHTEIN et al., 2008). Por outro lado, proBDNF se liga preferencialmente

aos receptores de neurotrofinas p75NTR, ativando uma cascata de sinalização que

leva a LTD no hipocampo, se opondo aos efeitos gerados pela proteína madura

(WOO et al., 2005 apud GRAY et al., 2012).

Conforme descrito acima, a indução de BDNF pode iniciar uma cascata

molecular capaz de gerar transformações estruturais nas sinapses, as quais

parecem ser necessárias para a persistência da memória. Uma série de estudos

fundamenta essa relação entre o BDNF e os processos de memória e aprendizado,

particularmente nas tarefas hipocampo-dependentes, sendo o fator transcricional

CREB o principal mediador das respostas neuronais a essa molécula

(BEKINSHTEIN et al., 2011). Heldt et al (2007), através de uma deleção específica

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do gene de BDNF em camundongos, demonstraram a importância dessa molécula

para um desempenho adequado na tarefa de reconhecimento de objetos, a qual é

hipocampo-dependente. Falkenberg et al (1992) mostraram que animais expostos a

um ambiente enriquecido exibiram um aumento na expressão hipocampal de RNAm

que codifica a proteína BDNF. Adicionalmente, esses animais apresentaram um

melhor desempenho quando submetidos ao labirinto aquático de Morris, sugerindo

que a expressão de BDNF pode promover alterações neuronais essenciais no

processo de aprendizado e memória. Relacionado a isso, um estudo mais recente

mostrou que animais submetidos ao exercício físico se tornaram mais aptos a

localizar a plataforma escondida em um labirinto aquático. Tal aperfeiçoamento pôde

ser revertido pelo bloqueio da atividade hipocampal de BDNF, sugerindo que a

capacidade que o exercício apresenta de melhorar a função cognitiva é dependente

da função desempenhada pelo BDNF no hipocampo (GOMEZ-PINILLA et al., 2008).

Além disso, alguns achados evidenciam o papel desempenhado pelo BDNF para a

ocorrência de modificações morfológicas relacionadas à plasticidade: BDNF

aumenta o número de espinhas dendríticas nos neurônios piramidais de CA1, bem

como o número de sinapses excitatórias entre CA3 e CA1 em cultura de tecido

hipocampal (TYLER; POZZO-MILLER, 2001).

Assim como descrito para a CaMKII, alguns estudos evidenciam o papel

desempenhado pelo BDNF no processo de marcação sináptica, visto que um

estímulo tetânico intenso aumenta a expressão dessa proteína no corpo celular de

neurônios piramidais em CA1 (CASTREN et al., 1993 apud LU et al., 2007). Além

disso, o acoplamento de um estímulo tetânico fraco, que promove a formação de

uma marcação sináptica sem induzir a expressão de proteínas relacionadas à

plasticidade, com um aumento dos níveis de BDNF é capaz de induzir LTP tardia

(LU et al., 2007).

Dessa forma, tendo como base os principais tópicos abordados acima, o

estudo da cascata de sinalização envolvendo CaMKII-P, Zif-268 e BDNF, incluindo

seu padrão de ativação espaço-temporal, faz-se necessário para uma melhor

compreensão dos mecanismos de integração entre estímulos ambientais e os

eventos moleculares de plasticidade associados aos mesmos. Acreditamos que a

alteração do ciclo sono-vigília, decorrente da manipulação farmacológica com o uso

de haloperidol, possa acarretar déficits mnemônicos, os quais podem ser

observados tanto em nível comportamental quanto molecular. Assim, o presente

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estudo nos permitiu investigar essas vias moleculares hipocampais, no contexto de

seu possível envolvimento com as modificações comportamentais observadas em

animais tratados com esse fármaco.

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2 OBJETIVO

2.1 OBJETIVO GERAL

O presente estudo tem como objetivo investigar os efeitos do tratamento com

haloperidol no que se refere aos aspectos comportamentais e moleculares

envolvidos no processo de consolidação de memórias, em camundongos adultos

submetidos ao teste de preferência por objetos novos.

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Quantificar o tempo de exploração de objetos familiares e não-familiares, em

animais controle e tratados com haloperidol (0,3mg/Kg), submetidos ao teste

de preferência por objetos novos;

Realizar quantificação imunohistoquímica comparativa (IHQ) das proteínas

CaMKII-P, Zif-268 e BDNF, nas áreas CA1, CA3 e GD hipocampais de

animais não expostos (naïve - NV), bem como de animais expostos aos

objetos com posterior injeção de haloperidol (halo) ou salina (veículo - VH),

perfundidos 3, 6 e 12h após o estímulo inicial.

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3 MATERIAIS E MÉTODOS

3.1 ANIMAIS

Foram utilizados 87 camundongos adultos machos da espécie Mus musculus

C57BL6 (19-29g, 3-6 meses), os quais foram mantidos no biotério de camundongos

do Instituto Internacional de Neurociências de Natal Edmond e Lily Safra (IINN-ELS

– Natal, RN) em um ciclo claro-escuro de 12 horas, sem restrição alimentar e de

água. A temperatura do biotério foi mantida a 22° C com variação de 1°.

3.2 APARATO EXPERIMENTAL

Um aparato específico foi construído para a realização da etapa de exposição

aos objetos novos. Ele consiste em um cilindro de madeira de 40 centímetros de

diâmetro por 50 centímetros de altura com o fundo de madeira do mesmo diâmetro e

tampa ausente (Figura 6).

Figura 6:Aparato destinado à tarefa comportamental (TPON).

3.3 OBJETOS

No paradigma comportamental adotado, a exposição aos objetos novos,

foramutilizados quatro itens no total, os quais eram completamente desconhecidos

dos animais. Dessa forma, esperávamos que o contato com esses objetos

provocasse forte estimulação sensorial e espacial, evidenciada por alterações

moleculares e eletrofisiológicas (RIBEIRO, S. et al., 2004). Os objetos escolhidos

foram uma esponja de lavar louça colada em forma de V (figura 7A), uma pirâmide

de acrílico azul (figura 7B), um ralo de pia de metal (figura 7C), a parte superior de

uma escova de limpeza (figura 7D), um rolo cilíndrico oco com fios de plástico em

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sua superfície externa (bob) (figura 7E) e dois pedaços de borracha colados entre si

em com forma de paralelepípedo oco (figura 7F). Todos os objetos apresentaram

comprimento e altura semelhantes, sendo dispostos equidistantes entre si e a 5 cm

das bordas, para possibilitar a livre passagem do animal. Além disso, esses objetos

não foram fixados ao aparato, o que permitiu a movimentação deles pelo contato

com os animais.

. A. B.

Figura 7: Objetos selecionados para exposição aos animais no paradigma comportamental de preferência por novos objetos. Os objetos B, C, D e F foram utilizados na primeira exposição. Os objetos A, B, E e F foram utilizados na reexposição, sendo os objetos A e E os chamados não-familiares e os objetos B e F os chamados familiares.

D. C.

E. F.

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3.4 GRUPOS EXPERIMENTAIS

Os animais foram divididos em dois grupos experimentais. O primeiro,

formado por 32 animais, foi utilizado no protocolo de reexposição para análise

comportamental e subdivide-se da seguinte forma: 16 animais, cujos

comportamentos foramavaliados durante o dia, e 16, avaliados durante a noite.

Cada subgrupo está novamente dividido de acordo com o tratamento aplicado após

a exposição aos objetos: animais veículo – injeção intraperitoneal (i.p.) de salina

(0,25 ml); animais tratados – injeção i.p. de haloperidol (0,3 mg/kg). Todos os

animais foram reexpostos aos objetos novos 24 horas após a primeira exposição.

Osegundo grupo de animais (55) foi submetido ao protocolo de exposição

única (entre 8-10 a.m.) para a obtenção de amostras destinadas à análise por IHQ.

Eles foram divididos em sete grupos, de acordo com a tabela 1. A distinção entre os

grupos expostos perfundidos após 3, 6 ou 12 horas é necessária para avaliar a

cinética de expressão das diferentes moléculas e conhecer o papel desempenhado

por elas na cascata bioquímica de plasticidade sináptica. Os animais pertencentes

ao grupo A funcionaram como controle para a aquisição de informações durante a

vigília, isto é, foram isentos de contato com novos objetos. Então, eles

permaneceram em suas caixas de criação e foram retirados individualmente para o

procedimento de perfusão e coleta do cérebro, realizados sempre no período da

manhã. Dessa forma, esperávamos que a expressão basal dos animais naïve (NV)

fosse inferior a dos VH, visto que os primeiros não adquiriram novas informações,

durante a vigília, que necessitassem de processamento durante o sono.

TABELA 1:Grupos de animais destinados ao protocolo de reexposição – TPON

Treino diurno Treino noturno

Veículo Halo (0,3 mg/kg) Veículo Halo (0,3 mg/kg)

8 8 8 8

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3.5 PROCEDIMENTOS PRÉ-TESTE

Objetivando facilitar a manipulação dos animais e reduzir o estresse

provocado pelos experimentos, os animais foram submetidos a 10 sessões de cinco

minutos, em dias consecutivos, de habituação (figura 8), as quais foram realizadas

em sala fechada, iluminada e com temperatura de 23° Celsius.

Figura 8: Habituação - procedimento de simples manuseio dos animais.

3.6 TESTE DE PREFERÊNCIA POR OBJETOS NOVOS (TPON)

Essa etapa do experimento foi realizada com todos os grupos experimentais,

exceto o A, descrito na tabela 1. Ocorreu em uma sala isolada, iluminada e com

temperatura mantida em 23° Celsius. A captação dos vídeos de exploração dos

TABELA 2:Grupos de animais destinados à coleta de amostras para a realização

deIHQ para Zif-268, CaMKII-P e BDNF.

Grupo Tratamento Número de animais

Protocolo

A - 7 Grupo naïve: sem exposição ou injeção

B Veículo 10 Exposição aos objetos + perfusão após 3h

C Halo 10 Exposição aos objetos + perfusão após 3h

D Veículo 7 Exposição aos objetos + perfusão após 6h

E Halo 7 Exposição aos objetos + perfusão após 6h

F Veículo 7 Exposição aos objetos + perfusão após 12h

G Halo 7 Exposição aos objetos + perfusão após 12h

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objetos foi feita por uma câmera instalada acima do aparato já descrito, a qual foi

conectada a um computador presente na própria sala.

Os animais foram retirados do biotério e levados individualmente até a sala,

evitando o desvio da atenção do animal testado por som ou cheiro de outros

animais. O teste em si consistiu na exposição do animal, durante dez minutos, a

quatro objetos diferentes, os quais foram colocados na mesma posição e

equidistantes entre si para manter o padrão e evitar variações entre os animais.

Após a exposição, o animal foi contido sem anestesia e submetido a uma injeção i.p.

com conteúdo dependente do grupo ao qual pertencia, haloperidol (0,3 mg/kg)

(DZIRASA, K. et al., 2006) para o grupo tratado ou salina para o grupo veículo. Em

seguida, os animais foram colocados individualmente em gaiolas e levados de volta

ao biotério, possibilitando a continuidade do seu período de sono e consolidação das

memórias recém-adquiridas. Ao término de cada teste, limpamos o aparato com

álcool a 70% para removerodores e vestígios do animal anterior, que pudessem

interferir na livre exploração do novo animal (figura 9).

Figura 9: Protocolo de exposição única.Procedimentos para marcação e quantificação da expressão de CaMKII-P, Zif-268 e BDNF em tecido cerebral de camundongos, após estimulação mnemônica através do contato com objetos novos.

No protocolo de reexposição para a quantificação comportamental, uma

segunda exposição foi realizada 24h após a primeira. Dois dos quatro objetos

previamente expostos foram substituídos por objetos novos e o tempo de exploração

em cada classe de objeto foi quantificado. Após a reexposição, os animais foram

devolvidos ao biotério para posterior eutanásia por inalação de isoflurano (figura 10).

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Figura 10: Protocolo de reexposição. Grupos separados de animais VH e halo foram treinados e testados nos períodos diurno e noturno. Dois dos quatro objetos foram substituídos por objetos diferentes na reexposição, visando a quantificação e comparação do tempo de exploração dos objetos familiares e não-familiares.

Figura 11: Teste de preferência por objetos novos (TPON). Livre exploração do animal no aparato experimental para o teste de preferência por objetos novos.

3.7 COLETA E ANÁLISE DE DADOS

No protocolo de reexposição, os dados foram coletados através de vídeo

captado por uma webcam tec75 da LG, com o software da própria câmera.

Utilizamos na análise estatística a razão da reexposição, entre os objetos não-

familiares/familiares e o tempo total de exploração (familiares + não-familiares)

durante a reexposição. Consideramos exploração quando o animal manteve contato

com o objeto através de vibrissas e ou com as duas patas dianteiras. Qualquer outra

parte do animal em contato com o objeto não foi considerado no tempo de

exploração (figuras 10 e 11).

A análise estatística foi realizada no software GraphPad Prism 5, sendo a

normalidade dos dados obtida através do teste de Shapiro-Wilk. Em seguida, o

Teste t de student foi aplicado. Os valores considerados foram p e W, para testes de

normalidade, e p e t, para testes paramétricos. Exibimos nos gráficos de barra as

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médias das razões e dos tempos totais de exploração, bem como seus respectivos

erros padrões da média.

3.8 OBTENÇÃO DAS AMOSTRAS E REALIZAÇÃO DE IMUNOHISTOQUÍMICA

(IHQ)

No protocolo de exposição única, após o período de repouso determinado para

cada grupo (3, 6 ou 12 horas), os animais foram retirados do biotério, um por vez,

anestesiados com isoflurano e perfundidos com tampão fosfato-salina (TFS) e

paraformaldeído (PFA 4%). Seus cérebros foram removidos e permaneceram

imersos por 24h em uma solução de sacarose a 30%, possibilitando uma adequada

crioproteção. Posteriormente, esse material foi congelado e seccionado

coronariamente a 30 µm em um criostato (Zeiss). As secções foram dispostas em

lâminas de vidro, seguindo uma distribuição em série, e armazenadas a temperatura

de -80ºC, até o momento do procedimento de imunohistoquímica (figura 9).

Inicialmente, as secções foram incubadas em tampão bloqueador (TB: 0,5% de

leite desnatado e 0,3% de Triton X-100 em TF 0,1M) por 30 min e, posteriormente,

no anticorpo primário diluído em TB, overnight a 18ºC. Foram utilizados anticorpos

específicos para CaMKII-P (1:200, Millipore), Zif-268 e BDNF (1:200, Santa Cruz

Biotechnology, USA). Em seguida, as secções foram lavadas por 15min em tampão

fosfato (TF) 0,1M pH 7,4, incubadas com anticorpo secundário biotinilado (diluído em

TB, Vector Labs, USA) por 2 horas, lavadas novamente em TF (15 min), e

finalmente incubadas com uma solução de avidina-biotina-peroxidase (Vectastain

Standard ABC kit, Vector Labs, USA) por 2 horas. A etapa de revelação foi realizada

inserindo as lâminas em uma solução contendo 0,03% de diaminobenzidina (DAB) e

0,001% de peróxido de hidrogênio em TF 0,1M. Em seguida, as secções foram

desidratadas e as lâminas montadas com Entellan (Merck, USA). Visando confirmar

a especificidade da marcação, anticorpos primários foram substituídos por TB em

uma lâmina teste.

Com relação à IHQ para BDNF, algumas alterações foram necessárias no

protocolo acima descrito. Primeiramente, realizamos uma etapa de recuperação

antigênica: os cortes foram imersos em tampão borato 0.1M pH 9,0, com posterior

aquecimento em forno microondas por dois períodos de 30s. As secções foram

lavadas durante 15 min em tampão fosfato (TF) 0,1M pH 7,4. Em seguida, visando

bloquear a peroxidase endógena, os cortes foram imersos em H2O2 3% em metanol

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20 % por 30 min. Realizamos uma nova etapa de lavagem, incubamos em TB por 2h

e, finalmente, as secções foram incubadas em anticorpo primário (BDNF 1:200,

Santa Cruz Biotechnology, USA) diluído em TB, por 72h a 18ºC. Após uma nova

lavagem em TF (15 min), as etapas de incubação no anticorpo secundário, no kit

ABC, revelação e montagem das lâminas ocorreram conforme o protocolo já descrito

para IHQ de CaMKII-P e Zif-268.

3.9 QUANTIFICAÇÃO DA MARCAÇÃO E ANÁLISE ESTATÍSTICA

Finalizado o procedimento de IHQ, as lâminas foram fotografadas com o

auxílio do programa Axion Vision, sendo obtidas 3 secções por animal para os 7

animais de cada grupo. Visando evitar divergências na região exata a ser

quantificada, todas as secções foram igualmente selecionadas dentro do intervalo de

1,46mm a 2,06mm, posteriores ao bregma (PAXINOS e FRANKLIN, 2001). As

mesmas configurações de brilho e contraste foram usadas, evitando divergências

entre as lâminas. Em seguida, utilizamos o programa ImageJ para obter uma análise

densitométrica da marcação por CaMKII-P, Zif-268 e BDNF (figura 9).

Anteriormente a quantificação, as imagens foram convertidas ao formato 8-bit

e invertidas. Em seguida, uma área padrão contendo substância branca (corpo

caloso) foi selecionada e medida em todas elas e descontada do valor dos tons de

cinza da imagem. Após o desconto, a medida das diferentes áreas hipocampais

(CA1, CA3 e GD) foi efetuada separadamente. Os valores individuais obtidos

correspondem à média dos tons de cinza (MTC). As três MTC obtidas para cada

animal, correspondente a uma única área quantificada nas três secções, foram

submetidas a uma nova média, obtendo-se assim um valor para cada animal (7

valores ao todo, em cada grupo). As MTC individuais foram normalizadas dividindo-

se cada uma delas por uma média geral (MTCg) obtida a partir de todos os grupos

comparados entre si: NV, VH e halo para cada intervalo de tempo analisado (NV x

VH 3h x halo 3h, por exemplo). Essa razão de marcação (R = MTC/MTCg) também

foi obtida nas comparações intertempo para os grupos VH e halo (NV x VH 3h x VH

6h x VH 12h, por exemplo). Os valores de R obtidos para cada grupo foram tratados

estatisticamente no programa GraphPad Prism 5.

A técnica de quantificação baseada na contagem individual de células foi

empregada para a análise da marcação por Zif-268, a qual é nuclear e permite a

detecção por esse método (figura 9). Por outro lado, as marcações de CaMKII-P e

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BDNFsão citoplasmáticas, sendo bem mais difusas e difícil de serem detectadas por

contagem individual. O programa utilizado para executar essa análise foi o Stereo

Investigator. De acordo com a área selecionada para cada região de interesse (CA1,

CA3 e DG) (3 secções/animal), o programa gerou quadrados de 50x50µm para a

contagem do número de células marcadas em seu interior. Quanto maior a extensão

da área selecionada, maior o número de campos de contagem gerados pelo

programa.

Isso justifica a importância da escolha de secções pertencentes ao intervalo

1.46mm a 2.06mm posterior ao bregma, evitando variações interanimal no número

de células contadas (NCC). Em seguida, o NCC em cada região selecionada foi

dividido pelo número de campos de contagem gerados pelo programa, obtendo-se

uma primeira razão: R1 = células/campo, correspondente ao valor de cada uma das

três secções. Os R1 individualmente obtidos foram normalizados conforme descrito

anteriormente, obtendo-se uma razão de contagem R2 através da divisão de cada R1

pela média dos valores (Rgeral) obtidos a partir de todos os grupos comparados

entre si (R2 = R1/Rgeral). Essa mesma razão de contagem foi obtida nas

comparações intertempo para os grupos VH e halo.

As análises foram realizadas utilizando o teste de normalidade Kolmogorov-

Smirnov para todos os valores de distribuição. ANOVA de uma via com post hoc

Tukey foi usado para os três grupos de mesmo tempo e diferentes tratamentos,

assim como para o mesmo tratamento em diferentes tempos. Adicionalmente, o

teste T de Student foi aplicado para confirmar tendências reveladas na ANOVA.

Contudo, nos casos em que encontramos diferenças significativas no teste T,

consideramos as mesmas como significância marginal, visto que ANOVA é a análise

de referência. As tendências não são ilustradas nos gráficos, são apenas descritas

no texto. Com ANOVA, as comparações foram consideradas significativas quando

P<0,05, enquanto no teste T esse mesmo valor de P foi considerado uma

significância marginal.

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4 RESULTADOS

4.1 TPON – PROTOCOLO DE REEXPOSIÇÃO

Comparando-se os dados obtidos para o grupo de animais veículo e tratado,

submetidos ao protocolo de reexposição após 24 horas, observamos um

desempenho significativamente melhor nos animais VH, em relação aos tratados

com haloperidol, quando ambos os grupos foram avaliados pela manhã. Os valores

da média e desvio padrão encontrados para as razões de preferência foram: 2,5 ±

0,19 e 1,51 ± 0,11 (N=8), para os grupos veículo e tratado, respectivamente. No

teste t de Student aplicado, foram encontrados valores de P = 0,0007 e t = 4,35

(figura 12A).

Nenhuma diferença entre as razões de preferência foi observada quando os

grupos foram analisados durante a noite. Os valores da média e erro padrão da

média encontrados foram: 1,28 ± 0,22 e 1,1 ± 0,14, para os subgrupos veículo e

tratado, respectivamente. No teste t de Student aplicado, foram encontrados valores

de P = 0,49 e t = 0,69 (Figura 12B).

No grupo treinado pela manhã, que apresentou diferença estatística

significante, foi aplicado teste de normalidade e o teste t de Student no tempo total

de exploração (em segundos) dos objetos familiares + não-familiares (figura 12C).

Não observamos diferença significativa entre os grupos, com relação ao tempo total

de exploração. Os valores da média e desvio padrão encontrados foram: 244,6 ±

18,77 e, 194,4 ± 16,34 para os subgrupos veículo e tratado, respectivamente. No

teste t de Student aplicado, foram encontrados valores de P = 0,06 e t = 2,02.Assim,

concluímos que os animais pertencentes ao grupo halo não apresentaram uma

redução no tempo de exploração, mas exibiram uma modificação da preferência

pelos objetos explorados.

Figura 12: Dados comportamentais – TPON. Razão do tempo de exploração entre objetos não-familiares e familiares (NF/F) nos grupos tratado (halo 0,3mg/Kg) e veículo, treinados pela manhã (A) e pela noite (B). Análise do tempo total de exploração de objetos familiares + não-familiares (F+NF), nos grupos veículo e tratado, pertencentes ao grupo manhã (C). Consideramos * = p < 0,05, ** p < 0,01 *** p < 0,001.

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44

4.2 ANÁLISE IMUNOHISTOQUÍMICA – PROTOCOLO DE EXPOSIÇÃO ÚNICA

Conforme exibido na figura 13, encontramos diferenças nos níveis de

expressão das proteínas analisadas na comparação intergrupo, quando testados em

3, 6 e 12h. A análise densitométrica da marcação de CaMKII-P revelou diferenças

significativas entre os grupos NV, VH e halo, nos três tempos testados.

Considerando-se o intervalo de 3h após a injeção, observamos uma diferença entre

os grupos NV e halo, na região CA3. No intervalo de 6h, ocorreram diferenças

significativas tanto entre VH e halo, quanto entre NV e halo, em CA1, CA3 e no GD.

Por último, no intervalo de 12h, constatamos diferenças significativas entre os

grupos VH e halo nas três regiões hipocampais analisadas. Além disso,

especificamente em CA3, houve também uma diferença entre NV e halo. Esses

resultados podem ser visualizados na linha A da figura 13.

Devido a sua expressão intracelular, a marcação da proteína Zif-268 pode ser

quantificada por ambos os métodos, os quais forneceram resultados

aproximadamente similares. A análise densitométrica dos grupos 6h revelou, em

CA1 e CA3, uma expressão reduzida de Zif-268 nos animais halo, quando

comparados com NV e VH. Os resultados provenientes da contagem de células,

nesse mesmo intervalo de tempo, revelaram a mesma redução do grupo halo

apenas na região CA1. Esses resultados são exibidos na linha B da figura 13.

A análise da expressão de BDNF, por densitometria, não apresentou

diferenças significativas quando realizada em 3 ou 6h. Por outro lado, após 12h de

intervalo, observamos no GD diferenças significativas entre os animais VH e halo,

como é possível observar na linha C da figura 13.

Visando uma melhor ilustração das áreas específicas onde observamos

algumas das diferenças significativas descritas acima (halo x VH; halo x NV),

exibimos na linha D da figura 13 uma seleção das regiões CA3, CA1 e GD marcadas

diferencialmente para CaMKII-P, Zif-268 e BDNF, respectivamente.

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45

Fig

ura

13:

Anális

e q

ualit

ativa.

Imagens d

a m

arc

ação im

unohis

toquím

ica p

ara

CaM

KII

-P (

A),

Zif-2

68 (

B)

e B

DN

F (

C),

em

3,

6 e

12h a

pós o

estí

mulo

mnem

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am

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A l

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400x,

as p

rincip

ais

difere

nças e

ncontr

adas n

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rês inte

rvalo

s d

e t

em

po:

3h -

redução n

o g

rupo h

alo

em

rela

ção a

o N

V;

6h -

re

dução n

o g

rupo h

alo

em

rela

ção a

o N

V e

VH

; 12h -

redução d

o g

rupo h

alo

em

rela

ção

ao V

H.

As s

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ias indic

am

um

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sig

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ância

esta

tística n

a c

om

para

ção N

V x

halo

, enquanto

as v

azia

s, V

H x

halo

.

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46

4.2.1 Quantificação por densitometria

Após as análises estatísticas, ANOVA com teste de Tukey revelaram

diferenças significativas entre os grupos NV, VH e halo quando quantificados 3, 6 e

12h após a injeção, dependendo da molécula analisada. Além disso, algumas

tendências verificadas no ANOVA foram confirmadas com a aplicação do teste T de

Student. Tais resultados podem ser visualizados na tabela 2 e figura 14.

Adicionalmente, também avaliamos nossos dados através da comparação

intertempo obtida para os grupos VH e halo, separadamente.As informações

provenientes dessas comparações foram descritas nas tabelas 3 e 4, bem como

ilustrados na figura 15.

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47

F Valor de P Grupo Média ± DP; N Valor de P Grupo Média ± DP; N Valor de P

1,18 ± 0,12; N = 7 ­

0,87 ± 0,15; N = 6 ­

F Valor de P Grupo Média ± DP; N Valor de P Grupo Média ± DP; N Valor de P

1,25 ± 0,07; N = 6 1,06 ± 0,18; N = 7

0,63 ± 0,13; N = 6 1,25 ± 0,07; N = 6

1,06 ± 0,18; N = 7 ­

0,63 ± 0,13; N = 6 ­

1,17 ± 0,07; N = 6 ­

0,71 ± 0,14; N = 6 ­

1,05 ± 0,11; N = 7 ­

0,71 ± 0,14; N = 6 ­

1,10 ± 0,15; N = 6 ­

0,77 ± 0,07; N = 6 ­

1,05 ± 0,14; N = 6 ­

0,77 ± 0,07; N = 6 ­

1,18 ± 0,18; N = 6 ­

0,61 ± 0,24; N = 6 ­

1,11 ± 0,17; N = 6 ­

0,61 ± 0,24; N = 6 ­

1,18 ± 0,17; N = 6 ­

0,70 ± 0,16; N = 6 ­

1,07 ± 0,24; N = 6 ­

0,70 ± 0,16; N = 6 ­

F Valor de P Grupo Média ± DP; N Valor de P Grupo Média ± DP; N Valor de P

1,13 ± 0,04; N = 7 0,97 ± 0,15; N = 7

0,87 ± 0,11; N = 7 1,13 ± 0,05; N = 7

1,18 ± 0,06; N = 7 1,04 ± 0,10; N = 7

0,84 ± 0,11; N = 7 1,18 ± 0,06; N = 7

1,03 ± 0,11; N = 7 ­

0,84 ± 0,11; N = 7 ­

1,13 ± 0,06; N = 7 1,01 ± 0,10; N = 6

0,91 ± 0,11; N = 7 1,13 ± 0,06; N = 7

­ 1,11 ± 0,17; N = 7

­ 0,87 ± 0,15; N = 7

1,01 ± 0,22; N = 6 ­

0,81 ± 0,24; N = 7 ­

Grupo 3h

­

­

­

­

­

­

­

­ ­

­ ­

0,0189 VH x halo P < 0,05 ­ ­

­ ­

­

Teste de Tukey Teste T de Student

BDNF

NV x VH 0,0147

NV x VH 0,0133

NV x halo P < 0,05

GD 11,12 0,0008 VH x halo P < 0,01

VH x halo 0,0166

GD 5,06

CA3

Grupo 12h

CaMKII-P

CA1 9,231 0,0017 VH x halo P < 0,05 NV x VH 0,0228

CA3 22,48 < 0,0001

VH x halo P < 0,001

Molécula ÁreaANOVA

6,332 0,0101

NV x halo

NV x VH 0,032

P < 0,05

VH x halo P < 0,05

Zif-268

CA1 11,58 0,0009

NV x halo P < 0,001 ­ ­

VH x halo P < 0,05

CA3

­

­

­

­

­

Teste T de Student

VH x halo

NV x halo

P < 0,05

P < 0,05

P < 0,001

P < 0,01NV x halo

P < 0,001

NV x halo P < 0,01

VH x halo

­ ­

Teste de Tukey Teste T de Student

Grupo 6h

Molécula

CaMKII-P NV x halo

VH x halo

­

­

­

ANOVAÁrea

Teste de Tukey

P < 0,05CA3 4,51 0,0308

CaMKII-P CA3 14,24 0,0003

GD 6,45 0,0095

0,000512,94CA1

Molécula ÁreaANOVA

TABELA 3: Comparação intergrupo após densitometria.

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TABELA 4: Comparação intertempo de grupos VH após densitometria.

F Valor de P Grupo Média ± DP; N Valor de P Grupo Média ± DP; N Valor de P

0,77 ± 0,15; N = 6 0,98 ± 0,19; N = 7

1,18 ± 0,08; N = 7 1,18 ± 0,08; N = 7

0,77 ± 0,15; N = 6 ­

1,09 ± 0,06; N = 6 ­

0,82 ± 0,19; N = 6 ­

1,14 ± 0,06; N = 7 ­

0,82 ± 0,19; N = 6 ­

1,04 ± 0,07; N = 6 ­

0,82 ± 0,10; N = 6 1,00 ± 0,13; N = 6

1,06 ± 0,15; N = 6 1,16 ± 0,06; N = 7

0,82 ± 0,10; N = 6 ­

1,16 ± 0,06; N = 7 ­

­ 1,14 ± 0,12; N = 6

­ 0,92 ± 0,14; N = 6

­ 0,92 ± 0,04; N = 6

­ 1,02 ± 0,05; N = 6

­ 0,92 ± 0,04; N = 6

­ 1,07 ± 0,13; N = 7

­ 0,91 ± 0,13; N = 6

­ 1,07 ± 0,09; N = 7

­ 0,96 ± 0,06; N = 6

­ 1,12 ± 0,14; N = 6

­­

­

­

­

­

­

­

ANOVA Teste de Tukey Teste T de Student

Comparação intertempo - Grupos VH

P < 0,05VH 3h x NV VH 6h x VH 12h

VH 3h x 6h P < 0,01

CA1 10,28 0,0002

Molécula Área

0,00098,346GD

P < 0,001

­ ­

­ ­ VH 3h x 6h 0,0243

CaMKII-P

Zif-268 CA1 ­ ­

VH 3h x 6h P < 0,05

CA3 9,218 0,0004

VH 3h x 12h P < 0,001

VH 3h x 12h P < 0,001 NV x VH 12h 0,0216

0,0126

VH 3h x 12h

0,0424

VH 3h x 12h 0,0348

BDNF

CA1 ­ ­

VH 3h x 6h

GD ­ ­ ­ ­ VH 3h x 12h

VH 3h x 12h 0,0297

0,0067­ ­

­ ­

CA3 ­ ­

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TABELA 5: Comparação intertempo de grupos halo após densitometria.

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50

Figura 14: Comparação intergrupo após densitometria. Quantificação das marcações para CaMKII-P (A, D e G), Zif-268 (B, E e H) e BDNF (C, F e I), obtidaspara os grupos NV, VH e halo em três intervalos de tempo distintos.Consideramos p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001, relativos aos grupos VH; #p<0.05, ##p<0.01, ### p<0.001, relativos aos grupos NV.

Figura 15: Comparação intertempoapós densitometria. As marcações para CaMKII-P (A e D), Zif-268 (B e E) e BDNF (C e F), obtidaspara os animais VH e halo em três intervalos de tempo distintos, foram comparadas separadamente. As diferenças são indicadas pelas linhas conectivas, sendo p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001.

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51

4.2.2 Quantificação por contagem de células

Após a análise estatística da comparação intergrupo, os parâmetros obtidos

para a contagem individual de células marcadas para Zif-268 apresentaram

diferenças entre os grupos NV, VH e halo, quando analisados nos intervalos de 3 e 6

horas pós-injeção. Além disso, avaliamos nossos dados através da comparação

intertempo obtida para os grupos VH e halo, separadamente. Esses resultados

podem ser visualizados na figura 16, bem como nas tabelas 5 e 6.

Figura 16: Quantificação por contagem de células da marcação para Zif-268 em três intervalos de tempo distintos (A, B e C). Na primeira linha, *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001 relativos aos grupos VH; #p<0.05, ##p<0.01, ### p<0.001 relativos aos grupos NV. Na segunda linha, as

diferenças intertempo (D e E) são indicadas pelas linhas conectivas.

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TABELA 6: Comparação intergrupo após contagem de células

TABELA 7: Comparação intertempo dos animais VH e halo após contagem de células

F Valor de P Grupos Média ± DP; N Valor de P Grupos Média ± DP; N Valor de P

0,88 ± 0,17; N = 6 1,14 ± 0,12; N = 6

1,14 ± 0,12; N = 6 0,97 ± 0,08; N = 6

0,72 ± 0,24; N = 6 ­

1,16 ± 0,08; N = 6 ­

0,72 ± 0,24; N = 6 ­

1,09 ± 0,04; N = 6 ­

1,06 ± 0,08; N = 6 1,14 ± 0,12; N = 6

0,74 ± 0,12; N = 6 0,97 ± 0,08; N = 6

1,13 ± 0,10; N = 6

0,74 ± 0,12; N = 6

­ 1,13 ± 0,17; N = 6

­ 0,82 ± 0,24; N = 6

­ ­

­ ­

­ ­

­ ­­ ­

­

­ ­CA3 ­ ­

12h

CA1 ­ ­ ­ ­

0,0254

­ ­

CA3 ­ ­ ­ ­ VH x halo 0,0244

NV x halo P < 0,001

P < 0,01 ­

CA1 5,32 0,0221 NV x VH P < 0,05

­

6h

CA1 24,97 < 0,0001

VH x halo P < 0,001 VH x halo

Quantificação de Zif-268 por contagem de células

Tempo ÁreaANOVA Teste de Tukey Teste T de Student

­

­

3h

CA3 12,59 0,0011

NV x VH P < 0,01 ­

VH x halo 0,0254

NV x halo

F Valor de P Grupos Média ± DP; N Valor de P Grupos Média ± DP; N Valor de P

­ 1,23 ± 0,19; N = 6

­ 0,88 ± 0,11; N = 6

­ 1,23 ± 0,19; N = 6

­ 0,93 ± 0,25; N = 7

­ 0,85 ± 0,21; N = 6

­ 1,21 ± 0,14; N = 6

­ 0,94 ± 0,19; N = 6

­ 1,21 ± 0,14; N = 6

0,65 ± 0,11; N = 6 ­

1,12 ± 0,21; N = 6 ­

0,65 ± 0,11; N = 6 ­

1,22 ± 0,10; N = 6 ­

0,65 ± 0,11; N = 6 ­

1,01 ± 0,31; N = 6 ­

0,67 ± 0,19; N = 6 ­

1,28 ± 0,04; N = 6 ­

0,67 ± 0,19; N = 6 ­

1,12 ± 0,24; N = 7 ­

0,86 ± 0,28; N = 6 ­

1,28 ± 0,04; N = 6 ­

9,181

­ ­

halo 6h x 12h P < 0,05 ­ ­

7,689 0,0015

0,0006

halo 6h x 3h P < 0,01

P < 0,001 ­ ­

NV x halo 3h P < 0,05 ­ ­

HALO

CA1

halo 6h x NV P < 0,01

CA3

halo 6h x 3h

NV x VH 3h

VH 6h x 3h

0,0121

0,0256

VH

VH 3h x 12h 0,0482

­

­

­ ­

­ ­

­

­

VH 3h x 6h 0,0076

CA1

CA3

­ ­ ­ ­

­ ­ ­ ­

Comparação intertempo

Animal ÁreaANOVA Teste de Tukey Teste T de Student

halo 6h x 12h P < 0,01 ­ ­

­ ­

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53

5 DISCUSSÃO

5.1 TPON – ANÁLISE COMPORTAMENTAL

Os resultados obtidos demonstraram um déficit de aprendizado nos animais

tratados com halo, em relação àqueles pertencentes ao grupo VH, apenas quando

testados no período da manhã (figura 12A). Quando avaliados à noite, tanto os

animais tratados quanto os VH não exibiram um desempenho satisfatório no TPON,

visto que exploraram os objetos familiares e não-familiares indistintamente (figura

12B). Devido aoshábitos noturnos dos camundongos e a ocorrência reduzida de

episódios de sono durante a noite, supomos que seria possível diferenciar a

capacidade de consolidação da memória ou de susceptibilidade ao fármaco entre os

períodos diurno e noturno.

Em concordância, os dados obtidos no grupo testado pela manhã revelaram

uma razão de preferência superior (P=0,0007) para os animais VH, quando

comparados aos tratados com haloperidol. Dessa forma, nossos resultados sugerem

que o aprendizado é mais intenso em períodos com maior frequência de sono. Isso

ocorre, possivelmente, devido ao aumento da expressão de proteínas relacionadas à

plasticidade durante essa fase do ciclo sono-vigília (ECKEL-MAHAN, K. L. et al,

2008; RIBEIRO, S. et al, 2007; HERNANDEZ, P. J. e ABEL, T, 2011; RIBEIRO, S. et

al, 1999; 2002)

Referente à relação entre sono e memória, ao longo dos últimos 10 anos, um

número crescente de publicações forneceu embasamento à função do sono no

processamento de memórias (STICKGOLD et al, 2005; RIBEIRO, S. et al, 2004,

2007; SMITH, C., 2011). Diversas teorias foram propostas para explicar os

mecanismos envolvidos nesse processo de consolidação. Uma delas sugere que os

dois principais estados fisiológicos do sono, SWS e REM, desempenham funções

distintas e complementares, com a ocorrência de retomada de memórias

(reverberação neuronal) principalmente em SWS e armazenamento das mesmas,

através da expressão gênica relacionada à plasticidade, durante o sono REM

(RIBEIRO et al. 2004). A ativação de mecanismos de plasticidade ocorre de forma

seletiva em circuitos específicos que foram acionados na vigília precedente

(RIBEIRO, S. & NICOLELIS, M. A. L., 2004). Dessa forma, o sono seria responsável

pelo aumento da força sináptica de circuitos ativados na vigília, promovendo redução

da força sináptica dos circuitos desativados durante esse mesmo período (RIBEIRO

et al., 2009).

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54

Como mostrado anteriormente no trabalho de Dzirasa et al (2006), a atuação

da dopamina em seu receptor D2 promove uma manutenção dos padrões

eletrofisiológicos do sono. A atuação em níveis ótimos desse neurotransmissor

parece estar associada à entrada no sono REM. Por outro lado, em animais da cepa

selvagem, o bloqueio de receptores D2 mediado pelo haloperidol, promove uma

diminuição docluster de REM.

Dados ainda não publicados, obtidos a partir de experimentos piloto

realizados pelo nosso grupo de pesquisa, mostraram que camundongos C57BL6,

tratados com haloperidol (0,3 mg/Kg), tiveram uma redução de sono REM nas

primeiras quatro horas após a administração intraperitoneal. Acreditamos que a

diminuição dessa fase de sono acarreta uma diminuição no acionamento de

mecanismos de plasticidade neuronal que ocorreriam durante esse período, levando

a prejuízos na consolidação da memória desse grupo de animais. Esse fato pode ser

comprovado a partir dos dados comportamentais descritos acima, visto que esses

animais exploraram os dois objetos da reexposição como sendo novos.

Dessa forma, baseando-se em nossos dados eletrofisiológicos, bem como

nos resultados negativos provenientes do grupo testado à noite, consideramos que

nossos dadosapoiam os estudos dos grupos de Ribeiro e Dzirasa et al, visto que o

déficit da consolidação de memórias apresentado pelos animais analisados pode

estar associado ao bloqueio da ação dopaminérgica no controle do ciclo sono-vigília,

levando a redução do período de sono REM. Consequentemente, isso acarreta uma

redução dos mecanismos de plasticidade desempenhados durante essa fase, os

quais são de importância fundamental para consolidar memórias recentemente

adquiridas.

Através da comparação do tempo total de exploração (familiares + não-

familiares) entre os grupos haloperidol e veículo, foi possível avaliar os níveis de

influência do haloperidol no desempenho motor dos animais. Apesar da sua

presença no estriado, os receptores do tipo D2não são os principais responsáveis

pela geração de impulsos motores (ZAMAN et al, 2008). Foi descrito que os

receptores D1 e D3 desempenham um papel mais importante no controle motor

(FIORENTINI, C. et al., 2010), enquanto os receptores D2 estão mais relacionados à

memória motora e controle da liberação dopaminérgica. Os dados coletados não

mostraram diferença estatística significativa na comparação de animais veículo e

tratados, indicando que ambos os grupos apresentaram comportamento exploratório

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durante o mesmo período de tempo (figura 12C). Apesar das evidências acima

expostas, não podemos descartar a possibilidade de que a diferença observada no

aprendizado seja devido à própriaatividade dopaminérgica diferenciada entre os

períodos diurno e noturno.

5.2 IHQ – ANÁLISE DOS NÍVEIS PROTEICOS

5.2.1 Nível de CaMKII-P no grupo 3h

Nesse intervalo de tempo após a injeção, houve uma redução no grupo halo,

quando comparado ao NV, na região CA3 (ver figuras: 13 - linha A; 14A). Apesar de

alguns estudos terem descrito um aumento na atividade de CaMKII-P no período

pós-treino em paradigmas de memória, bem como durante a indução de LTP, o

tempo exato de ativação dessa kinase após o estímulo ainda permanece

controverso. Enquanto um estudo usando registros de LTP in vitro constatou, na

região CA1, um aumento significativo nos níveis de CaMKII-P, 30 minutos após um

estímulo tetânico, (OUYANG et al., 1997), outro revelou que a expressão dessa

kinase permaneceu em um nível elevado de fosforilação durante as fases de

indução, LTP precoce e LTP tardia. Tais níveis de expressão se mantiveram

elevados por 8 horas (AHMED; FREY, 2005). Possivelmente, o uso de diferentes

paradigmas de tetanização nesses estudos resultou em alterações no fluxo de íons

Ca2+, levando a diferentes concentrações do complexo Ca2+-CaM, o que pode ter

afetado outros mecanismos de sinalização de modo dose-dependente.

Adicionalmente, em testes comportamentais com roedores, Cammarota e

colaboradores (1998) analisaram a fosforilação in vitro de CaMKII, após treinamento

em esquiva inibitória. Eles revelaram um aumento na expressão hipocampal dessa

kinase após 30min, mas não em 120min. Considerando-se que CaMKII-P induz

potenciação sináptica através da fosforilação de receptores AMPA, esse mesmo

grupo de pesquisadores também analisou a fosforilação in vitro do receptor AMPA, a

qual se mostrou elevada após 120min, mas não 30min após o treino. Esses

resultados sugerem que, após o estímulo mnemônico, essa kinase é rapidamente

ativada e desencadeia uma cascata de potenciação sináptica através da fosforilação

de seus substratos, como o receptor AMPA. Apesar do intervalo de 30min não ter

sido avaliado no nosso estudo, supomos que o estímulo inicial induziu fosforilação

de CaMKII previamente sintetizada nos neurônios, tanto nos animais VH quanto

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halo. Provavelmente ocorreu um pico de expressão em torno de 30min após injeção,

seguido de um decréscimo nos níveis dessa kinase.

Baseando-se nos dados da literatura detalhados abaixo, acreditamos que a

reposição de CaMKII-P possivelmente ocorreu nas horas subsequentes, através de

síntese proteica de novo. Conforme descrito por Hernandez e Abel (2011), é

necessário a ocorrência de uma reativação cíclica de proteínas relacionadas à

plasticidade (PRP), durante o período pós-treino, reforçando vias de sinalização que

levam a uma plasticidade hipocampal em longo prazo, a qual é essencial para a

consolidação de memórias (HERNANDEZ; ABEL, 2011).

Alguns estudos fundamentam o papel desempenhado pelo sono nesse

processo de consolidação de memórias. Um deles, por exemplo, sugere que a

persistência de memórias em longo prazo pode depender da reativação hipocampal

da via transcricional AMPc/MAPK/CREB, durante o ciclo circadiano (ECKEL-MAHAN

et al., 2008). Além disso, foi descrito que essa mesma via, por exemplo, está

envolvida na formação de memórias e pode ser modulada pela privação de sono,

ritmos circadianos e neurotransmissores envolvidos na regulação do ciclo sono-

vigília (HERNANDEZ; ABEL, 2011).

Portanto, nós presumimos que após a exposição aos objetos, um intervalo de

3h é suficiente para a ocorrência de episódios de sono, durante os quais o estoque

de CaMKII-P pode ser parcialmente restaurado. Consequentemente, no grupo halo,

os níveis de CaMKII-P não foram reestabelecidos, pois o tratamento farmacológico

pode ter impedido a ocorrência de um ciclo normal de sono/vigília, bem como do

processo de síntese proteica associado ao mesmo. Os animais do grupo VH

exibiram níveis de expressão intermediários entre NV e halo. Provavelmente, os

episódios de sono que ocorreram no intervalo de 3h pós-injeção foram suficientes

para repor, apenas parcialmente, o estoque inicial de kinase, que foi depletado após

a exploração dos objetos. No grupo NV, acreditamos que a expressão representa o

nível basal, visto que não houve estímulo mnemônico para induzir a fosforilação de

CaMKII.

5.2.2 Níveis deZif-268 no grupo 3h

A quantificação por contagem de células revelou, em CA1, um aumento dos

níveis de Zif-268 no grupo VH quando comparado ao NV, enquanto em CA3 os

grupos VH e halo apresentaram níveis elevados em relação ao NV (figura 16A).

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Além disso, um teste T adicional indicou uma significância marginal de redução nos

níveis do grupo halo em relação ao VH, apenas em CA1. Esses resultados podem

ser explicadosao considerarmos dois aspectos referentes à expressão da proteína

Zif-268. Primeiramente, esperávamos quantificar no grupo NV uma expressão basal,

a qual é mantida pela função sináptica normal ou por atividade neuro-hormonal /

neurotrófica (WORLEY et al. apud KNAPSKA; KACZMAREK, 2004). Esse aspecto é

provavelmente vital para as funções desempenhadas por esse GI, visto que permite

tanto um aumento quanto uma redução no nível de sua expressão. O segundo

aspecto se refere à expressão tempo-dependente observada tanto para o gene

quanto para a proteína Zif-268.

O conhecimento dessas cinéticas de expressão é fundamental para o estudo

das funções desempenhadas por essa molécula (KNAPSKA; KACZMAREK, 2004).

Sabe-se que a expressão de Zif-268 pode ser induzida de forma rápida e transitória

por diferentes estímulos neuronais, tais como: despolarização (SUKHATME et al.,

1988), exposição e privação de estímulos luminosos (ZANGENEHPOUR;

CHAUDHURI, 2002), estimulação farmacológica (LANAUD et al, 1993), e o contato

com diversos paradigmas comportamentais (MALKANI; ROSEN, 2000).

Zangenehpour e colaboradores (2002) avaliaram os níveis de RNAm no córtex

visual de ratos após um estímulo luminoso, descrevendo um pico de expressão

30min após o estímulo inicial, enquanto a proteína só pode ser detectada 120min

depois. Katche e colaboradores (2012) revelaram um aumento dos níveis

hipocampais de Zif-268 em roedores, 3h após o treino em uma esquiva inibitória.

Essa alteração foi observada principalmente em CA1.

De acordo com esses trabalhos, podemos supor que, na região CA3, os

animais NV exibiram uma expressão basal. Nos grupos VH e halo, ocorreu um

estímulo mnemônico através do contato com objetos novos, o qual induziu a

expressão de novas proteínas durante a fase de vigília subsequente a exploração.

Por isso, tanto os grupos VH quanto halo apresentaram níveis aumentados da

proteína Zif-268, quando comparados aos animais NV. Conforme revelado por uma

tendência marginal no ANOVA e teste T complementar, em CA1 apenas os animais

VH exibiram esse nível aumentado. Isso pode ser decorrente de uma inibição da

síntese proteica causada pela injeção de haloperidol em si, nas primeiras horas.

Outra possibilidade seria um efeito imediato desse tratamento na etapa de aquisição

da informação. Estudos futuros seriam necessários para revelar a influência do

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haloperidol nos eventos precoces relacionados à cascata molecular, ativada após

exposição de novos objetos.

5.2.3 Níveis de CaMKII-P nos grupos6h e 12h

No intervalo de 6h após injeção, observamos uma menor fosforilação dessa

kinase no grupo halo, quando comparado ao VH e NV, nas três regiões do

hipocampo (figuras: 13 - linha A; 14D). Visto que esse nível permaneceu reduzido no

grupo de 12h (figuras: 13- linha A; 14G), iremos discutir ambos os resultados nesta

seção.

Em 6h e 12h após a injeção, CaMKII deve ter sido ressintetizada nos animais

VH, possivelmente no processo de consolidação dependente de sono, conforme

mencionado anteriormente. Em outras palavras, essa kinase parece desempenhar

uma função na cascata de plasticidade sináptica reativada durante o sono, sendo

importante para a consolidação de memórias.

Estudos recentes descreveram a participação da CaMKII no processo de

formação de marcações sinápticas, o que pode explicar a importância da

permanência de níveis elevados por tempo prolongado. A teoria da marcação

sináptica explica como os neurônios registram quais sinapses devem ser fortalecidas

e mantidas no estado ativado. Possivelmente, tal marcação consiste em um

processo que permite que as PRPs, mobilizadas durante o período de vigília e sono

pós-treino, sejam direcionadas para as sinapses apropriadas (HERNANDEZ; ABEL,

2011; LUCCHESI et al., 2011).

Os dados do presente estudo não foram suficientes para esclarecer

completamente se ocorreram dois períodos de reexpressão de CaMKII-P (em 6h e

12h) ou se o nível dessa kinase foi parcialmente restaurado por volta de 3h e

permaneceu aumentando até 12h. Lismane & Zhabotinsky (2001) propuseram um

modelo capaz de explicar uma possível expressão sustentada de CaMKII-P. Eles

descreveram um sistema CaMKII/fosfatase-1que parece funcionar como uma chave

biestável, a qual pode ser ativada durante a indução de LTP e permanecer nesse

estado, apesar da renovação proteica (turn-over). A ação das fosfatases parece

contrabalançar adequadamente a atividade de CaMKII, através da desfosforilação

de αCaMKII no resíduo T286. De acordo com esse modelo, a densidade pós-

sináptica, que apresenta elevada concentração dessa kinase, funciona como um

compartimento bioquímico isolado, no qual pode ocorrer a saturação das fosfatases

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disponíveis. Consequentemente, após mais de 8 das 12 subunidades serem

fosforiladas em T268 e se tornarem independentes de Ca2+, um estado ativado

prevalece. Quando isso ocorre, as fosfatases já saturadas não podem mais atuar na

desativação dessas kinases. Por outro lado, alguns estudos indicaram outras formas

de desativar CaMKII, de modo independente da participação de fosfatases.

Conforme descrito por LEPICARD et al (2006), as proteínas CaMKIINα e CaMKIINβ

funcionam como inibidores endógenos, capazes de bloquear a atividade de CaMKII-

P mais rapidamente. Eles mostraram que o RNAm, associado a esses inibidores, foi

expresso em roedores 30min após uma tarefa de condicionamento contextual ao

medo. Já no nosso estudo, o aumento dos níveis de CaMKII-P parece ocorrer em

ciclos de ativação, depleção e reposição ou reativação.

Baseando-se nisso, propomos que a recorrência de episódios de sono REM

ao longo do tempo possibilitou o restabelecimento progressivo, através de síntese

proteica, dos estoques de CaMKII-P nos animais VH, os quais voltaram a atingir

níveis basais (grupo NV) por volta das 6h após injeção. Ao analisarmos os grupos

após 12h, já verificamos nos animais VH níveis de CaMKII-P acima dos valores

basais (figura 15A), possivelmente devido a ocorrência de uma reativação da

cascata, de modo dependente do sono. Da mesma forma, a comparação VH

intertempos da marcação de CaMKII-P, em CA1 e CA3, mostrou uma nítida redução

dos níveis em 3h, quando comparado aos demais tempos. No GD, essa redução em

3h foi também observada em relação ao grupo NV (figura 15A).

Com relação à comparação intertempo dos grupos halo (figura 15D), o

principal resultado encontrado foi uma redução da expressão nos grupos halo 3h e

6h, quando comparados com o NV. Em CA1, observamos que o intervalo de 12h

após injeção parece ser suficiente para restaurar os níveis basais nos animais

tratados com haloperidol, visto que tal grupo apresentou um nível de expressão

similar ao NV e, consequentemente, as mesmas diferenças em relação aos grupos

halo 3h e 6h. Além disso, concluímos que esse tratamento inibiu a reativação de

CaMKII-P em 12h, já que os níveis de halo 12h atingiram valores basais (NV), mas

ainda permaneceram abaixo do nível observado no grupo VH 12h. Nas regiões GD e

CA3, pudemos observar um perfil similar de redução nos níveis de expressão em 3h

e 6h, seguidos por um aumento tardio em 12h. Contudo, esse perfil não foi tão

pronunciado quanto em CA1.

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Resumidamente, acreditamos que a CaMKII participa de eventos recentes

após a exposição, sendo rapidamente ativada pelo estímulo mnemônico. Nas 3

horas subsequentes, o estoque inicial de kinase foi depletado, apresentando níveis

abaixo dos basais. Em torno de 6h após o estímulo inicial, os estoques de CaMKII-P

foram completamente restaurados através de síntese proteica de novo, cuja

ocorrência parece ocorrer de modo sono-dependente. Em 12h, provavelmente

ocorreu uma reativação da cascata bioquímica, resultando em níveis acima da

expressão basal.

5.2.4 Níveis de Zif-268 nos grupos 6h e 12h

Considerando-se o intervalo de 6h após a injeção, observamos uma redução

da expressão hipocampal no grupo halo, ao ser comparado com os animais VH e

NV (figura 14E e 16B). Esse resultado revela a ocorrência de uma reexpressão

dessa proteína, possivelmente dependente de episódios de sono.

Foi descrito na literatura que, durante o sono, especialmente o REM, genes

imediatos podem ser reativados em resposta a experiências que ocorreram na vigília

precedente, induzindo o processo de síntese proteica de novo. Possivelmente, isso

ocorre como um mecanismo de plasticidade sináptica relacionado ao processo de

consolidação de memórias (RIBEIRO et al., 1999; HERNANDEZ; ABEL, 2011).

Alguns estudos contribuíram para confirmar essa hipótese. Foi demonstrado que o

bloqueio da síntese proteica durante o sono impede a retenção de memórias

(GUTWEIN et al., 1980), sugerindo que a função mnemônica do sono é dependente

de síntese proteica de novo, a qual é capaz de promover modificações duradouras

nas sinapses (BLISS; COLLINGRIDGE, 1993). Ribeiro e colaboradores (1999)

mostraram uma reativação hipocampal de Zif-268, durante o sono REM, em animais

expostos a objetos novos na vigília precedente. Eles relataram que,

aproximadamente 30min após o início do sono REM, esses animais exibiram uma

maior expressão do RNAm Zif-268, no córtex e hipocampo, em comparação aos

animais naïve (não expostos).

Considerando-se a possível reativação da cascata molecular durante o sono

REM, associada ao controle dopaminérgico do sono, propomos que o tratamento

com haloperidol inibiu o sono REM (mostrado no item I do Apêndice) e,

consequentemente, a expressão de Zif-268 durante essa fase, o que prejudicou o

processo de consolidação de memórias. Como resultado, os animais pertencentes

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ao grupo halo apresentaram um déficit mnemônico nas análises comportamentais,

conforme descrito anteriormente. Associado a isso, esses animais também exibiram

uma expressão reduzida de Zif-268, em relação aos animais VH (figuras 14E e 16B).

Nós consideramos o período de 6h suficiente para a ocorrência de síntese

proteicade novo, pois, logo após a exposição aos objetos, os animais foram levados

de volta ao biotério para que prosseguissem no seu ciclo sono/vigília normal.

A comparação intertempodos grupos VH (figura 15E e 16D) nos permitiu

concluir que em 3h ocorreu um pico de expressão de Zif-268, ativado ainda no

período de vigília e induzido pelo estímulo mnemônico, visto que o nível observado

no grupo VH 3h foi superior ao NV e VH 6h.Em torno de 6h, possivelmente o

estoque de proteína foi restaurado de modo dependente do sono, retornando aos

níveis basais (NV) em CA1 e CA3. Doze horas após a injeção, os níveis de Zif-268

permaneceram similares aos basais. Nós sugerimos que no grupo halo,

provavelmente, o estoque da proteína Zif-268 não pode ser reposto em 6h, devido à

supressão do sono REM e da síntese proteica (figuras 15E e 16E).

Em um intervalo de 12h, ANOVA não revelou diferenças entre os grupos

(figuras 14H e 16C). Nós supomos, nesse caso, que os animais pertencentes ao

grupo halo foram capazes de restaurar o estoque de Zif-268 nos intervalos de sono

que ocorreram entre 6 e 12 horas após injeção, já que a supressão do sono REM

mediada pelo haloperidol só durouem média 4-6 horas (DZIRASA et al., 2006) (ver

item I do Apêndice). Contudo, de acordo com nossos dados, não podemos inferir se

a expressão no grupo VH 12h representou um terceiropico de reexpressão ou se foi

basicamente a quantificação das moléculas já existentes, detectadas no intervalo de

6h (figuras 15B e 16D).

De modo conciso, nós propomos que a exposição aos novos objetos também

induziu a expressão da proteína Zif-268, durante o período de vigília subsequente.

Isso resultou em um pico de expressão 3h após o estímulo inicial. Seis horas depois,

os níveis da proteína retornaram à condição basal, possivelmente dependendo de

eventos que ocorrem durante o sono. Após 12h, o nível de expressão dos animais

VH permaneceusimilar ao NV, enquanto nos animais halo parece ter ocorrido uma

compensação de síntese proteica no intervalo entre 6-12h.

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5.2.5 Níveis de BDNF em 3, 6 e12h

Visto que a análise em 3 e 6 horas não revelou diferenças significativas entre

os grupos, o foco da discussão será o período de 12h após injeção. Nesse ponto,

ANOVA indicou uma redução no grupo halo, quando comparado com VH, apenas na

região GD (figura 14I). Nossos resultados estão de acordo com os trabalhos

publicados por Bekinschtein et al (2007, 2009), os quais demonstraram que, 12h

após a aquisição de memórias, ocorre uma fase de síntese proteica dependente da

expressão de BDNF, no hipocampo de ratos. Essa fase tardia parece ser crítica para

o armazenamento de memórias de longo prazo, mas não para a etapa de formação

das mesmas. Esse grupo de pesquisadores revelou que a infusão intra-hipocampal

de anisomicina, um inibidor de síntese proteica, 12h após o treino em uma tarefa de

aprendizado associativo, não acarretou prejuízos mnemônicos no segundo dia pós-

treino. Por outro lado, a análise após 7 dias revelou um déficit no aprendizado. Além

disso, eles descreveram um aumento da expressão da proteína BDNF, 12h após a

aquisição de memórias, o qual foi inteiramente revertido pela infusão de anisomicina.

Visando confirmar a função de BDNF no processo de consolidação de memórias em

roedores, eles bloquearam a expressão do gene BDNF com um oligonucleotídeo

antisense, 10h após o treino em esquiva inibitória. Esse tratamento impediu o

aumento da expressão da proteína BDNF, 12h após o treino, bem como prejudicou a

persistência da memória até o sétimo dia após a aquisição, sem causar nenhum

déficit no segundo dia pós-treino. Ainda, a infusão de BDNF humano recombinante

foi capaz de reparar tal déficit, quando administrado 12h após o treino. Como

podemos perceber, a expressão hipocampal de BDNF ocorre em intervalos restritos

após a ativação de uma cascata inicial de memória de longo-prazo, com o objetivo

de garantir um armazenamento eficaz para que a memória persista ao longo dos

dias.

Além da conformidade quanto ao instante temporal, a expressão diferencial

de BDNF no GD, demonstrada no nosso estudo (figura 14I), também está de acordo

com alguns estudos que correlacionam causalmente essa proteína à função de

separação de padrões, desempenhada pelo GD (BEKINSCHTEIN et al., 2010;

O’REILLY; MCCLELLAND, 1994). O cérebro de mamíferos deve ser capaz de criar

representações mnemônicas distintas ou menos confusas a partir de eventos

similares, tornando possível a distinção entre eles. Dessa forma, o processamento

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computacional responsável por transformar padrões similares em formas mais

distintas entre si é conhecido como separação de padrões (LEUTGEB et al., 2007).

Estudos recentes têm sugerido que o GD é essencial para esse processo.

Bekinschtein et al (2010) injetou anticorpos bloqueadores de BDNF no GD, visando

demonstrar que danos na função de BDNF podem acarretar prejuízos no

aprendizado em um teste de reconhecimento espontâneo de localização. Contudo,

esse déficit foi observado somente quando os animais tiveram que distinguir duas

localizações similares dentro de um campo aberto, e não quando tais localizações já

eram mais distintas entre si. Dessa forma, a consolidação de memórias de

representações espaciais similares requer tanto a atividade quanto a expressão

dessa molécula. Na medida em que as localizações se tornaram mais similares, o

tratamento com BDNF recombinante no GD aumentou a separação de padrões

(BEKINSCHTEIN et al., 2010). Posteriormente, esse mesmo grupo de

pesquisadores expôs ratos a dois objetos, delimitando tanto localizações espaciais

similares quanto distintas, dentro de um campo aberto. Quando os ratos exploraram

duas localizações similares, a expressão de BDNF no GD aumentou até 4 vezes. O

mesmo não foi observado após a exploração de localizações distintas. Dessa forma,

os níveis da proteína BDNF parecem aumentar espontaneamente, a fim de separar

as representações de eventos similares (BEKINSCHTEIN et al., 2011).

Conforme mencionado anteriormente em nossos resultados, também houve

uma tendência no ANOVA, que foi posteriormente confirmada pelo teste T,

revelando que a expressão reduzida de BDNF no grupo halo também foi observada

em CA3 (figura 14I). Alguns estudos descreveram a ocorrência de uma

conectividade entre GD e CA3, sugerindo que essas duas regiões devem atuar

juntas na separação de padrões (LEUTGEB et al., 2007; O’REILLY; MCCLELLAND,

1994).

Outros estudos foram delineados para descrever a correlação entre BDNF e

outras moléculas envolvidas na cascata bioquímica de plasticidade. Foi descrito que

a expressão de BDNF pode depender de uma interação com o receptor NMDA, o

qual, por sua vez, interage com CaMKII. Dessa forma, o bloqueio de NMDA e

CaMKII aboliu completamente o aumento pós-exercício dos níveis de RNAm da

sinapsina I e do receptor TrkB, bem como reduziu os níveis de RNAm de CREB e

BDNF (VAYNMAN et al., 2003).

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Complementarmente, o bloqueio da expressão de BDNF, 12h após uma

tarefa comportamental, impediu um aumento tardio dos níveis das proteínas c-Fos e

Zif-268, o qual deveria ocorrer 24h após o estímulo inicial. Isso sugere que uma fase

dependente de BDNF é necessária para armazenar memórias de longo prazo.

Considerados conjuntamente, esses estudos indicam que outra reativação da

cascata bioquímica deve ocorrer em 12h, de modo dependente de BDNF (figura

14I), levando ao pico de expressão de CaMKII-P observado no nosso estudo, o qual

é seguido por um aumento tardio dos níveis da proteína Zif-268 (intervalo de tempo

não avaliado no nosso estudo).

Visto que os estudos mencionados estão em conformidade com nossos

resultados, propomos que a ocorrência regular de sono REM possibilitou a

consolidação sináptica nos animais do grupo VH. Por isso, tais animais tiveram um

melhor desempenho em comparação com aqueles pertencentes ao grupo halo, ao

serem avaliados 24h depois no TPON.

As comparações VH intertempo exibiram níveis crescentes de BDNF ao longo

das 12h subsequentes ao estímulo inicial (figura 15C). Por outro lado, o tratamento

com haloperidol parece interromper esse aumento em 12h, como podemos observar

nos níveis reduzidos do grupo halo 12h, quando avaliados na comparação halo

intertempo (figura 15F). Em consonância, nesse mesmo intervalo de tempo,

encontramos diferenças entre os grupos VH e halo (figura 14I). Isso nos permite

concluir que, conforme descrito nos estudos de Bekinschtein, a expressão de BDNF

associada ao estímulo mnemônico ocorre tardiamente, durante um intervalo de

tempo restrito.

Como resultado, considerando a cinética de expressão hipocampal de BDNF,

em 3h após o estímulo inicial seu nível foi levemente reduzido em relação ao basal.

Ao longo do período de 12h, os níveis da proteína foram restaurados, possivelmente

de modo dependente do sono. Em 12h, uma reexpressão de BDNF, associada à

consolidação de memórias, provavelmente acarretou o pico de CaMKII-P encontrado

nas nossas análises.

Por fim, propomos um modelo para a sequência de eventos moleculares

observadosnos animais VH, após a exposição aos objetos (figura 20). Acreditamos

que nos 30min iniciais ocorreu a fase precoce da LTP, conforme descrito na

introdução, na qual ocorreu a fosforilação de CaMKII, levando a níveis superiores

aos basais. Nesse intervalo temporal,os animais veículo exibiram marcações de Zif-

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268 e BDNF nos mesmos níveis do grupo basal, visto que essas proteínas só são

expressas após um intervalo de tempo mais prolongado.

Desse modo, na fase tardia da LTP, que ocorreu provavelmente entre 30min

e 3h, houve os eventos de transcrição e tradução de Zif-268, numa cascata induzida

pelo estímulo mnemônico, ainda na fase de vigília. Por essa razão, os animais VH

exibiram níveis proteicos acima do basal em 3h. Além disso, nesse mesmo intervalo

provavelmente ocorreu a reposição parcial do estoque de CaMKII-P,o qual havia

sido depletado na fase precoce. Essa reposição parece ter ocorrido de modo

dependente de sono,o que justificaria o fato dos animais VH terem exibido níveis

intermediários, apresentando-se da seguinte forma: superior ao grupo halo, devido à

supressão farmacológica de sono REM induzida nesses animais; e inferior ao basal,

possivelmente porque os episódios de sono não foram suficientes para uma

reposição integral dessa kinase. Ainda em 3h, a expressão de BDNF permaneceu

em um nível basal.

Entre 3 e 6h, provavelmente ocorreu a reposição de Zif-268, depletado devido

ao pico em 3h, atingindo os valores basais em 6h. Quanto à CaMKII-P, nesse

intervalo de tempo parece ter ocorrido a reposição integral, visto que os estoques

dessa kinase atingiram os mesmos valoresbasais nesse intervalo de tempo. Com

relação ao BDNF, sua marcação se apresentou similar ao grupo basal.

Em 12h, observamos um pico de expressão tardia de BDNF, acompanhado

de uma reativação de CaMKII-P. A análise da figura 5, descrita anteriormente na

introdução, nos permite relacionar a expressão das duas moléculas supracitadas,

pois a ligação do BDNF ao seu receptor desencadeia uma cascata intracelular, a

qual culmina na expressão de CaMKII-P, numa fase precoce (ainda em 12h). Nesse

mesmo intervalo, os níveis de Zif-268 permaneceram similares aos basais.

Posteriormente, entre 12-48h, supomos que essa cascata desencadeada pelo BDNF

apresente uma fase tardia, na qual pode haver a expressão de outras PRPs,

inclusive com a ocorrência de um novo pico de Zif-268.

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Figura 20: Modelo para a cascata de eventos moleculares após a exposição. Está representada acima uma linha temporal descrevendo uma hipótese para os eventos que ocorreram nas 48h iniciais, após o contato dos animais VH com os objetos novos. Logo abaixo, podem ser visualizados os níveis da marcação para as proteínas CaMKII-P, Zif-268 e BDNF, os quais se apresentaram inferiores, iguais ou superiores aos basais (grupo naïve) ao longo do tempo.

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6 CONCLUSÕES

Os camundongos exibiram habilidades distintas de evocação de memórias,

dependendo do período claro-escuro de ocorrência do estímulo mnemônico. Quando

apresentadas noperíodo diurno, as informações referentes aos objetos são

retomadas, 24h depois, de modo mais eficiente do que aquelas apresentadas à

noite. O tratamento com haloperidol inibiu a preferência por objetos novos apenas

nos animais testados na fase clara, na qual há uma maior ocorrência de sono em

roedores.

Além disso, esse fármaco também inibiu a expressão hipocampal de PRPs

em diferentes pontos temporais: 3h (CaMKII-P); 6h (CaMKII-P e Zif-268); e 12h

(CaMKII-P e BDNF). A ativação de CaMKII parece ocorrer rapidamente após um

estímulo inicial, o que apoia o fato da mesma estar envolvida precocemente na

cascata de plasticidade. Provavelmente, uma fase de reativação ocorre 12h depois,

o que pode estar associado à expressão de BDNF especificamente nesse mesmo

intervalo de tempo.

Estudos futuros precisarão investigar outras proteínas envolvidas nessa

cascata mnemônica, tais como CREB, PKA e PLC, visando esclarecer a sequência

temporal de eventos moleculares ocorridos no hipocampo, em resposta ao estímulo

mnemônico proveniente do contato com objetos novos.

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68

REFERÊNCIAS

ALDER, J.;THAKKER-VARIA, S.;CROZIER, R.A.;SHAHEEN, A.;PLUMMER, M.R.;BLACK,I.B. Early presynaptic and late postsynaptic components contribute independently to brain-derived neurotrophic factor-induced synaptic plasticity. JNeurosci, 25(12):3080-5, 2005.

AHMED, T.;FREY,J.U. Plasticity-specific phosphorylation of CaMKII, MAP-kinases and CREB during late-LTP in rat hippocampal slices in vitro.Neuropharmacology, 49,477–492, 2005.

ARNOLDS, D. E. A. T.; LOPES DA SILVA, F. H.; AITINK, J. W.; KAMP,A.; BOEIJINGA, P. The spectral properties of hippocampal EEG related to behavior in man. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 50, 324-328, 1980

BEAR, M. F; CONNORS, B. W e PARADISO, M. A. Neurociências, Desvendando o Sistema Nervoso. EditoraArtmed. 3° edição. Porto Alegre – Brasil. 2008.

BEKINSCHTEIN, P.; CAMMAROTA, M.; MULLER,L.I.;BEVILAQUA, L.R.M.;IZQUIERDO, I.; MEDINA, J. H. Persistence of long-term memory storage requires a late protein synthesis- and BDNF-dependent phase in the hippocampus. Neuron.53, 261–277, 2007

BEKINSCHTEIN P., CAMMAROTA M., IZQUIERDO I., MEDINA J. H. BDNF and memory formation and storage. Neuroscientist,14:147, 2008.

BEKINSCHTEIN, P.;SAKSIDA, L.M.;BUSSEY,T.J. Consolidating unique memories: BDNF in the dentate gyrus is required for spatial pattern separation. In: Poster Presented at SfN, 2010

BEKINSCHTEIN, P.;SAKSIDA, L.M.;BUSSEY,T.J;OOMENA,C.A. Effects of environmental enrichment and voluntary exercise on neurogenesis, learning and memory, and pattern separation: BDNF as a critical variable? Seminars in Cell & Developmental Biology, 2011

BENNETT, T. L., HEBERT, P. N.MOSS, D. E. Hippocampal theta activity and the attention component of discrimination learning. Behav Biol. 8, 173-181, 1973

BINDER, D.K.;SCHARFMAN, H.E. Brain-derived neurotrophic factor.Growth Factors, 22(3):123-31, 2004

BLISS, T.V.;LOMO, T. Long-lasting potentiation of synaptic transmission in the dentate area of the anaesthetized rabbit following stimulation of the perforantpath.J. Physiol. Lond. 232, 331–356, 1973

CAMMAROTA, M.;BERNABEU, R.;STEIN, M. L.;IZQUIERDO, I.;MEDINA, J.H.Learning-specific,time-dependent increases in hippocampal Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II activity and AMPA GluR1 subunit immunoreactivity. Eur. J. Neurosci. 10, 2669–2676, 1998

Page 71: UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO … · com haloperidol. Palavras-chave: Dopamina, sono, memória, plasticidade sináptica. ABSTRACT Dopamine (DA) is known to regulate both …

69

CAO, X.;MAHENDRAN, R.;GUY, G.R.;TAN, Y-H.Detection and characterisation of cellular EGR-1 binding to its recognition site. JBiol Chem.268:16949–57, 1993

CAVE, J. W.; BAKER, H. Dopamine Systems in the Forebrain. In R. J. Pasterkamp, M. P. Smidt & J. P. H. Burbach (Eds.), Development and Engineering of Dopamine Neurons, Vol. 651, pp. 15-35: Springer New York.(2009)

CASTREN, E.; PITKANEN, M.;SIRVIO, J.;PARSADANIAN, A.;LINDHOLM, D.;THOENEN, H. The induction of LTP increases BDNF andNGF mRNA but decreases NT-3 mRNA in the dentate gyrus. Neuroreport, 4, 895–898, 1993

CHRISTY, B. A.; LAU, L. F.; NATHANS, D. A gene activated in mouse 3T3 cells by serum growth factors encodes a protein with "zinc finger" sequences. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 85, 7857-

7861, 1988

COLBRAN,R.J. Targeting of calcium/calmodulin-dependent protein kinase II.Biochem. J. 378, 1–16,2004

DATTA, S. Avoidance Task Training Potentiates Phasic Pontine-Wave Density in the Rat: A Mechanism for Sleep-Dependent Plasticity. J. Neurosci. 20, 8607-8613, 2000

DATTA, S.; MACLEAN, R. R. Neurobiological mechanisms for the regulation of mammalian sleep-wake behavior: Reinterpretation of historical evidence and inclusion of contemporary cellular and molecular evidence. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 31, 775-824, 2007

DAVE, A. S.; MARGOLIASH, D. Song replay during sleep and computational rules for sensorimotor vocal learning.Science. 290, 812-816, 2000

DAVIS, S.; VANHOUTTE, P.; PAGES, C.; CABOCHE, J.; LAROCHE, S. The MAPK/ERK cascade targets both Elk-1 and cAMP response element-binding protein to control long-term potentiation-dependent gene expression in the dentate gyrus in vivo. J. Neurosci.20, 4563-4572, 2000

DAVIS, S.;BOZON, B.;LAROCHE, S.How necessary is the activation of the immediate early gene zif 268in synaptic plasticity and learning? Behavioural Brain Research, 142, 17–30, 2003

DESTREBECQZ, A.; PEIGNEUX, P.; LAUREYS, S.; DEGUELDRE, C.; DEL FIORE, G.; AERTS, J. Learned material content and acquisition level modulate cerebral reactivation during posttraining rapid-eye-movements sleep. NeuroImage, 20, 125–

134, 2003

DUDAI, Y. The neurobiology of consolidations, or, how stable is the engram?Annual Review of Psychology, 55, 51–86,2004

DZIRASA, K.; RIBEIRO, S.; COSTA, R.; SANTOS, L. M.; LIN, S.-C.; GROSMARK, A. Dopaminergic Control of Sleep-Wake States. J. Neurosci. 26, 10577-10589, 2006

Page 72: UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO … · com haloperidol. Palavras-chave: Dopamina, sono, memória, plasticidade sináptica. ABSTRACT Dopamine (DA) is known to regulate both …

70

DZIRASA, K.; SANTOS, L. M.; RIBEIRO, S.; STAPLETON, J.; GAINETDINOV, R. R.; CARON, M. G. Persistent Hyperdopaminergia Decreases the Peak Frequency of Hippocampal Theta Oscillations during Quiet Waking and REM Sleep. PLoS ONE. 4,

e5238, 2009

ECKEL-MAHAN, K.L.;PHAN, T.S. Circadian oscillation of hippocampal MAPK activity and cAMP: implications for memory persistence. Nat Neurosci, 11:1074, 2008

ENNACEUR, A., CAVOY, A., COSTA, J.-C.DELACOUR, J.A new one-trial test for neurobiological studies of memory in rats. II: Effects of piracetam and pramiracetam. Behavioural Brain Research. 33, 197-207, 1989

FALKENBERG, T.;MOHAMMED, A.K.;HENRIKSSON, B.;PERSSON, H.; WINBLAD, B.;LINDEFORS, N. Increased expression of brain-derived neurotrophic factor mRNA in rat hippocampus is associated with improved spatial memory and enriched environment. Neurosci Lett.138:153–6,1992

FISHBEIN, W. Disruptive effects of rapid eye movement sleep deprivation on long-term memory. PhysiolBehav. 6, 279-282, 1971

FISHBEIN, W.; KASTANIOTIS, C.; CHATTMAN, D. Paradoxical sleep: prolonged augmentation following learning. Brain Res. 79, 61-75, 1974

FREY, U.; SCHROEDER, H.; MATTHIES, H. R. Dopaminergic antagonists prevent long-term maintenance of posttetanicLTP in the CA1 region of rat hippocampal slices. Brain Research. 522, 69-75, 1990

FREY, U.; MATTHIES, H.; REYMANN, K. G.; MATTHIES, H.The effect of dopaminergic D1 receptor blockade during tetanization on the expression of long-term potentiation in the rat CA1 region in vitro.Neuroscience Letters. 129, 111-114, 1991

FREY, U.;MORRIS, R. G. Synaptic tagging and long-term potentiation.Nature, 385, 533–536,1997

GERVASONI, D. et al. Global forebrain dynamics predict rat behavioral states and their transitions. J. Neurosci. 24(49): p. 11137-11147,2004

GIESE, K. P.; FEDOROV, N. B.; FILIPKOWSKI, R. K.; SILVA, A. J. Autophosphorylation at Thr286 of the alpha-Calcium-Calmodulin Kinase II in LTP and Learning. Science. 279, 870-873, 1998

GOMEZ-PINILLA, F.;VAYNMAN, S.;YING, Z. Brain-derived neurotrophic factor functions as a metabotrophin to mediate the effects of exercise on cognition.Eur J Neurosci. 28:2278–87, 2008

GREEN, J. D.; ARDUINI, A. A. Hippocampal electrical activity in arousal. JNeurophysiol. 17, 533-557, 1954

Page 73: UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO … · com haloperidol. Palavras-chave: Dopamina, sono, memória, plasticidade sináptica. ABSTRACT Dopamine (DA) is known to regulate both …

71

GRAY,J.D.;MILNER,T.A.;MCEWEN,B.S. Dynamic Plasticity: The role of glucocorticoids, BDNF and other trophic factors.Neuroscience, 2012

GUTWEIN, B. M.; SHIROMANI, P. J.; FISHBEIN, W. Paradoxical sleep and memory: Long-term disruptive effects of anisomycin. Pharmacology Biochemistry and Behavior. 12, 377-384, 1980

HALL, J.; THOMAS, K. L.; EVERITT, B. J. Cellular imaging of Zif-268 expression in the hippocampus and amygdala during contextual and cued fear memory retrieval: selective activation of hippocampal CA1 neurons during the recall of contextual memories. J. Neurosci. 21, 2186-2193, 2001

HARDMAN, J.G.; LIMBIRD, L.E.; GILMAN, A.G. Goodman & Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics. 10th ed. New York: McGraw-Hill, 2001

HERNANDEZ, P. J.;ABEL, T.A molecular basis for interactions between sleep and memory. Sleep Med Clin, 6, 71–84, 2011

HELDT, S.A.;STANEK, L.;CHHATWAL, J.P.;RESSLER, K.J. Hippocampus-specific deletion of BDNF in adult mice impairs spatial memory and extinction of aversive memories. Mol Psychiatry, 12,7:656-70,2007

HERDEGEN, T.;LEAH, J.D. Inducible and constitutive transcription fac-tors in the mammalian nervous system: control of gene expressionby Jun, Fos and Krox and CREB/ATF proteins. Brain Res Rev. 28:370–490, 1998

JAY, T. M. Dopamine: a potential substrate for synaptic plasticity and memory mechanisms. Progress in Neurobiology. 69, 375-390, 2003

JONES, M. W.;ERRINGTON, M. L.;FRENCH, P. J.;FINE, A.;BLISS, T. V.;GAREL, S. A requirement for the immediate early gene Zif268 in the expression of late LTP and long-term memories.Nature Neuroscience, 4(3), 289–296,2001

KANDEL, E.; SCHWARTZ, J.; JESSEL, T. Principles of neural science.Mcgraw-

Hill Companies.Forth edition, USA, 2000.

KAHANA, M. J.; SEKULER, R.; CAPLAN, J. B.; KIRSCHEN, M.; MADSEN, J. R. Human theta oscillations exhibit task dependence during virtual maze navigation. Nature. 399, 781-784, 1999

KALIA, M. Neurobiology of sleep. Metabolism. 55, S2-S6, 2006

KATCHE, C.;GOLDIN, A.; GONZALEZ,C.;BEKINSCHTEIN,P.;MEDINA,J.H. Maintenance of long-term memory storage is dependent on late posttraining Egr-1 expression. Neurobiology of Learning and Memory, 2012

KESNER, R. P.; LEE, I.; GILBERT, P.A behavioral assessment of hippocampal function based on a subregional analysis. Reviews in Neurosciences, 15, 333-

351,2004

Page 74: UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO … · com haloperidol. Palavras-chave: Dopamina, sono, memória, plasticidade sináptica. ABSTRACT Dopamine (DA) is known to regulate both …

72

KNAPSKA, E.; KACZMAREK, L. A gene for neuronal plasticity in the mammalian brain: Zif268/Egr-1/NGFI-A/Krox-24/TIS8/ZENK? Progress in Neurobiology. 74, 183-211, 2004

KUBIC, S.; MIYASHITA, T.; GUZOWSKI, J.F.Using immediate-early genes to map hippocampal subregionsfunctios. Learning and memory, 14:758-70,2007

LEMAIRE, P.; VESQUE, C.; SCHMITT, J.; STUNNENBERG, H.; FRANK, R.; CHARNAY, P; MALENKA, R. C. Synaptic plasticity in the hippocampus: PLD and LTD. Cell. 78, 535-538, 1994

LANDFIELD, P. W.; MCGAUGH, J. L.; TUSA, R. J. Theta rhythm: a temporal correlate of memory storage processes in the rat. Science. 175, 87-89, 1972

LEUTGEB, J.K.;LEUTGEB,S.;MOSER, M.; MOSER,E.I. Pattern separation in the dentate gyrus and CA3 of the hippocampus. Science.Vol 315, 2007

LEPICARD, E.M.;MIZUNO,K.;ANTUNES-MARTINS,A.;VON HERTZEN,L.S.;GIESE,K.P. An endogenous inhibitor of calcium/calmodulin-dependent kinase II is up-regulated during consolidation of fear memory, Eur. J. Neurosci. 23 3063–3070, 2006

LISMAN, J.E.;ZHABOTINSKY,A.M. A model of synaptic memory: A CaMKII/PP1 switch that potentiates transmission by organizing an AMPA receptor anchoring assembly. Neuron, Vol. 31, 191–201, August 2, 2001

LU, Y.; CHRISTIAN, K.;LU, B.BDNF: A key regulator for protein synthesis-dependentLTP and long-term memory?Neurobiology of Learning and Memory, 89, 312–323, 2008

LUCCHESI, W.;MIZUNO, K.;GIESE, K. P. Novel insights into CaMKII function and regulation during memory formation.Brain Research Bulletin. 2011.

MALENKA, R. C. Synaptic plasticity in the hippocampus: LTP and LTD. Cell. 78,

535-538, 1994

MALINOW, R.; SCHULMAN, H.; TSIEN, R. Inhibition of postsynaptic PKC or CaMKII blocks induction but not expression of LTP. Science. 245, 862-866, 1989

MAQUET, P. The Role of Sleep in Learning and Memory.Science. 294, 1048-1052, 2001

MCCARLEY, R. W. Neurobiology of REM and NREM sleep. Sleep Medicine. 8, 302-

330, 2007

MEDNICK, S.; NAKAYAMA, K.; STICKGOLD, R. Sleep-dependent learning: a nap is as good as a night. Nat Neurosci. 6, 697-698, 2003

Page 75: UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO … · com haloperidol. Palavras-chave: Dopamina, sono, memória, plasticidade sináptica. ABSTRACT Dopamine (DA) is known to regulate both …

73

MIYAMOTO, E. Molecular mechanism of neuronal plasticity: induction and maintenance of long-term potentiation in the hippocampus. Journal of Pharmacological Sciences. 100, 433-442, 2006

MONTI, J. M.MONTI, D. The involvement of dopamine in the modulation of sleep and waking.Sleep Medicine Reviews. 11, 113-133, 2007

MUKHERJI,S.;SODERLING,T.R. Regulation of Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II by inter- and intrasubunit-catalyzed autophosphorylations, J. Biol. Chem.

269, 13744–13747, 1994

O’REILLY R.C.;MCCLELLAND,J.L. Hippocampal conjunctive encoding, storage, and recall: avoiding a trade-off. Hippocampus, 4:661–82,1994

OUYANG, Y.;KANTOR, D.; HARRIS, K.M.; SCHUMAN, E.M.; KENNEDY,M.B. Visualization of the distribution of autophosphorylated calcium/calmodulin-dependent protein kinase II after tetanic stimulation in the CA1 area of the hippocampus. J. Neurosci. 17, 5416–5427, 1997.

PEARLMAN, C.; BECKER, M. REM sleep deprivation impairs bar-press acquisition in rats. PhysiolBehav. 13, 813-817, 1974

PANG, P.T.;LU, B. Regulation of late-phase LTP and long-termmemory in normal and aging hippocampus: role of secreted proteins tPA and BDNF. Ageing Res Rev 3(4):407-30,2004

PAXINOS, G.; FRANKLIN, K.B.J.The Mouse Brain in Stereotaxic Coordinates.

Academic Press, Second Edition, California, USA, 2001.

PAVLIDES, C.; WINSON, J. Influences of hippocampal place cell firing in the awake state on the activity of these cells during subsequent sleep episodes. J. Neurosci. 9, 2907-2918, 1989

PAYNE, J. D.; ELLENBOGEN, J. M.; WALKER, M. P.; STICKGOLD, R.The role of sleep in memory consolidation. In H. B. John (Ed.), Learning and Memory: A Comprehensive Reference (pp. 663-685). Oxford: Academic Press,2008

PETERSOHN, D.; SCHOCH, S.; BRINKMANN, D. R.; THIEL, G.Thehuman synapsin II gene promoter.Journal of Biological Chemistry. 270, 24361-24369, 1995

RANG, H. P.; DALE, M. M. Rang & Dale farmacologia. 7. ed. Rio de Janeiro:

Elsevier, 2011

REDONDO,R.L.; OKUNO,H.;SPOONER,P.A.;FRENGUELLI,B.G.; BITO,H.;MORRIS,R.G. Synaptic tagging and capture: differential role of distinct calcium/calmodulinkinases in protein synthesis-dependent long-term potentiation.J. Neurosci, 30, 4981–4989,2010

Page 76: UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO … · com haloperidol. Palavras-chave: Dopamina, sono, memória, plasticidade sináptica. ABSTRACT Dopamine (DA) is known to regulate both …

74

RELLOS,P.;PIKE,A.C.;NIESEN,F.H.;SALAH,E.;LEE,W.H.;DELFT,F.;KNAPP,S.Structure of the CaMKII delta/calmodulin complex reveals the molecular mechanism of CaMKII kinase activation, PLoS Biol. 8, e1000426, 2010

REVEL, F. G.; GOTTOWIK, J.; GATTI, S.; WETTSTEIN, J. G.; MOREAU, J.-L. Rodent models of insomnia: A review of experimental procedures that induce sleep disturbances. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 33, 874-899, 2009

RIBEIRO, S.; GOYAL, V.; MELLO, C. V.; PAVLIDES, C. Brain gene expression during REM sleep depends on prior waking experience. Learning &Memory. 6, 500-508, 1999

RIBEIRO, S. Sonho, memória e o reencontro de Freud com o cérebro. Revista Brasileira de Psiquiatria. 25, 59-63, 2003

RIBEIRO, S.; GERVASONI, D.; SOARES, E. S.; ZHOU, Y.; LIN, S.-C.; PANTOJA, J. Long-Lasting Novelty-Induced Neuronal Reverberation during Slow-Wave Sleep in Multiple Forebrain Areas. PLoS Biol. 2, e24, 2004

RIBEIRO, S.; NICOLELIS, M. A. L. Reverberation, storage, and postsynaptic propagation of memories during sleep. Learning & Memory. 11, 686-696, 2004

RIBEIRO, S., et al., Downscale or emboss synapses during sleep?Frontiers in Neuroscience, 3: p. 420-421,2009

ROSSATO, J. I.; BEVILAQUA, L. R. M.; MYSKIW, J. C.; MEDINA, J. H.; IZQUIERDO, I.; CAMMAROTA, M. On the role of hippocampal protein synthesis in the consolidation and reconsolidation of object recognition memory.Learning & Memory. 14, 36-46, 2007

ROSSATO, J.I.;BEVILAQUA, L. R. M.;IZQUIERDO, I.; MEDINA, J.H.; CAMMAROTA, M. Dopamine Controls Persistence ofLong-Term Memory Storage. Science, vol. 325 2009

SCHLINGENSIEPEN, K.-H.; LÜNO, K.; BRYSCH, W. High basal expression of the immediate early gene in cortical layers IV and VI, in CA1 and in the corpus striatum - an in situ hybridization study. Neuroscience Letters. 122, 67-70, 1991

SCHWARTZ, N.;SCHOHL, A.;RUTHAZER, E.S. Activity-dependent transcription of BDNF enhances visual acuity during development. Neuron 70, 455–467, 2011

SGAMBATO, V.; PAGES, C.; ROGARD, M.; BESSON, M.-J.; CABOCHE, J. Extracellular signal-regulated kinase (ERK) controls immediate early gene induction on corticostriatal stimulation. J. Neurosci. 18, 8814-8825, 1998

SILVA, A. J.; STEVENS, C. F.; TONEGAWA, S.; WANG, Y. Deficient hippocampal long-term potentiation in alpha-calcium-calmodulin kinase II mutant mice.Science (New York, N.Y.). 257, 201-206, 1992

Page 77: UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO … · com haloperidol. Palavras-chave: Dopamina, sono, memória, plasticidade sináptica. ABSTRACT Dopamine (DA) is known to regulate both …

75

SMITH, C.; KITAHAMA, K.; VALATX, J. L.; JOUVET, M. Increased paradoxical sleep in mice during acquisition of a shock avoidance task. Brain Res. 77, 221-230, 1974

SMITH, C.; BUTLER, S. Paradoxical sleep at selective times following training is necessary for learning. PhysiolBehav. 29, 469-473, 1982

SPIELEWOY, C.; ROUBERT, C.; HAMON, M.; NOSTEN, M.; BETANCUR, C.GIROS, B.Behavioural disturbances associated with hyperdopaminergia in dopamine-transporter knockout mice. BehavPharmacol. Jun, 11(3-4):279-90, 2000

STICKGOLD, R.; WALKER, M.P. Sleep and memory: The ongoing debate. Pro/Con Debate.Department of Psychiatry, Harvard Medical School. 2005.

STICKGOLD, R.; JAMES, L.; HOBSON, J. A. Visual discrimination learning requires sleep after training. Nat Neurosci. 3, 1237-1238, 2000

SUKHATME, V. P.; CAO, X.; CHANG, L. C.; TSAI-MORRIS, C.-H.; STAMENKOVICH, D.; FERREIRA, P. C. P. A zinc finger-encoding gene coregulated with c-fos during growth and differentiation, and after cellular depolarization. Cell. 53,

37-43, 1988

THIEL, G.;SCHOCH,S.;PETERSOHN,D. Regulation of synapsinI gene expression by the zinc finger transcription factor zif268/egr-1. J Biol Chem. 269(21): p. 15294-301,

1994

TSAI-MORRIS, C.H.;CAO,X.M.;SUKHATME,V.P. 5' flanking sequence and genomic structure of Egr-1, a murine mitogen inducible zinc finger encoding gene.Nucleic Acids Res. 16(18): p. 8835-46,1988

TYLER, W.J.;POZZO-MILLER, L.D. BDNF enhances quantal neurotransmitter release and increases the number of docked vesicles at the active zones of hippocampal excitatory synapses. J Neurosci. 21(12):4249-58, 2001

TYLER,W.J.; ALONSO,M.;BRAMHAM,C.R. From acquisition to consolidation: On the role of brain-derived neurotrophic factor signaling in hippocampal-dependent learning, Learn. Mem.9: 224-237, 2002

VANDERWOLF, C. H. Hippocampal electrical activity and voluntary movement in the rat.Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 26, 407-418, 1969

VAYNMAN, S.;YING,Z.;GOMEZ-PINILLA,F. Interplay between brain-derived neurotrophic factor and signal transduction modulators in the regulation of the effects of exercise on synaptic-plasticity.Neuroscience, 122, 647– 657, 2003

VEST,R.S.;DAVIES,K.D.;O’LEARY,H.;PORT,J.D.;BAYER,K.U. Dual mechanism of a natural CaMKII inhibitor, Mol. Biol. Cell 18, 5024–5033, 2007

WALKER, M. P.STICKGOLD, R. Sleep-Dependent Learning and Memory Consolidation.Neuron. 44, 121-133, 2004

Page 78: UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO … · com haloperidol. Palavras-chave: Dopamina, sono, memória, plasticidade sináptica. ABSTRACT Dopamine (DA) is known to regulate both …

76

WAYMAN, G. A.; LEE, Y.-S.; TOKUMITSU, H.; SILVA, A.; SODERLING, T. R. Calmodulin-kinases: modulators of neuronal development and plasticity. Neuron. 59, 914-931, 2008

WILKERSON, A.; LEVIN, E. D. Ventral hippocampal dopamine D1 and D2 systems and spatial working memory in rats.Neuroscience. 89, 743-749, 1999

WINSON, J. Patterns of hippocampal theta rhythm in the freely moving rat.Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 36, 291-301, 1974

WINSON, J. Loss of hippocampal theta rhythm results in spatial memory deficit in the rat. Science. 201, 160-163, 1978

WOO, N.H.; TENG, H.K.; SIAO, C.J.; CHIARUTTINI, C.; PANG, P.T.; MILNER, T.A.; HEMPSTEAD, B.L.; LU, B. Activation of p75NTR by proBDNF facilitates hippocampal long‐term depression. Nat Neurosci, 8, 1069‐1077, 2005

ZANGENEHPOUR, S.; CHAUDHURI, A. Differential induction and decay curves of c-fos and zif268 revealed through dual activity maps. Molecular Brain Research. 109, 221-225, 2002

Page 79: UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO … · com haloperidol. Palavras-chave: Dopamina, sono, memória, plasticidade sináptica. ABSTRACT Dopamine (DA) is known to regulate both …

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APÊNDICE

I) DADOS ELETROFISIOLÓGICOS:

De forma resumida, os camundongos foram sedados com isoflurano inalatório

e receberam atropina intraperitoneal para controlar o excesso de secreções que

poderia dificultar a respiração. Cada animal recebeu um implante de uma matriz com

16 eletrodos feitos de microfilamentos de tungstênio cobertos por teflon e espaçados

a intervalos de 300µm. A estrutura alvo para o implante foi o hipocampo dorsal

direito, cuja localização foi dada pelo atlas para cirurgia estereotáxica (PAXINOS e

FRANKLIN, 2001).Os animais se recuperaram no pós-cirúrgico por uma semana e,

após esse período, foram colocados individualmente na caixa de registro vazia por

cinco dias consecutivos, para habituação, recebendo, nesse período, água e ração

ad libitum (ciclo claro-escuro 12/12h, luzes apagadas às 18:00h). A classificaçãodos

estágios de sono-vigília do animal foi realizada através de um algoritmo de

discriminação de estados previamente descrito (GERVASONI D. et al, 2004).

Basicamente, esse algoritmo faz uma classificação online, com atraso menor que 1

segundo, dos estados do ciclo sono-vigília. O método permite identificar o estado

global do animal, a cada instante, como a posição de um ponto no plano cuja

coordenada é dada por duas razões distintas de potências espectrais específicas

provenientes dos sinais de PCL do hipocampo. Como mostrado em (GERVASONI

D. et al, 2004), este mapeamento do espectro de potência revela aglomerados

específicos para cada estágio do sono, viabilizando sua classificação automática,

rápida e perfeitamente replicável. Dessa forma, foi possível verificar se a

administração do haloperidol promoveu alterações em alguma fase do ciclo sono-

vigília desses animais. Após a conclusão dos experimentos, a confirmação do

posicionamento das matrizes foi feita através da coloração de Nissl (Cresil-violeta)

(figura 17).

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Figura 17: Implante de eletrodos no hipocampo. Coloração de Nissl evidenciando os sinais deixados

pelos eletrodos na região CA1 do hipocampo de camundongos.

A comparação entre os dados moleculares e os dados eletrofisiológicos

obtidos é importante para avaliar a possível relação existente entre a redução do

sono REM e o prejuízo nas vias moleculares de plasticidade sináptica. Os dados

eletrofisiológicos, obtidos a partir de experimentos piloto, mostraram que

camundongos C57BL-6, tratados com haloperidol (0,3 mg/Kg), tiveram uma redução

de sono REM nas primeiras quatro horas após a administração intraperitoneal

(Figuras 18 e 19).

Figura 18: Comparação dos mapas de estado bidimensionais de animais VH e halo. Obtidos a partir de registros eletrofisiológicos hipocampais em camundongos pertencentes aos grupos VH e halo. A fase REM de sono, selecionada em verde, está reduzida nos animais haloquando comparada aos animais VH, nas primeiras quatro horas de registro neuronal.

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Figura 19:Comparação da duração dos estágios de vigília, SWS e REM. Diferença significativa entre o tempo gasto no sono REM, evidenciando uma supressão dessa fase mediada pelo haloperidol, nas primeiras 4h pós-injeção (*p<0,05).