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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.59.2017.tde-19042017-123841
Document
Author
Full name
Rafael Alves Cazuza
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2017
Supervisor
Committee
Panissi, Christie Ramos Andrade Leite (President)
Coimbra, Norberto Cysne
Guimaraes, Elaine Aparecida Del Bel Belluz
Souza, Azair Liane Matos do Canto de
Title in Portuguese
Possível envolvimento do monóxido de carbono na modulação do comportamento emocional em ratos: o papel do locus coeruleus
Keywords in Portuguese
Ansiedade
Comportamento emocional
Heme oxygenase
Monóxido de carbono
Abstract in Portuguese
O gás monóxido de carbono (CO) possui diversas funções no sistema nervoso central (SNC) funcionando como neuromodulador, como por exemplo da regulação da temperatura corporal, da nocicepção e mais recentemente, do comportamento emocional. Este neuromodulador gasoso é produzido pela ação da enzima heme oxigenase (HO), a qual é encontrada em diferentes áreas do SNC. Com destaque, esta enzima tem alta expressão no locus coeruleus (LC), o que sugere o envolvimento do CO na modulação de funções desempenhadas por esta estrutura. O LC localiza-se na ponte, sendo a maior origem da inervação noradrenérgica do SNC. Esta estrutura tem participação ativa na modulação das respostas relacionadas ao estresse, em particular, na modulação do comportamento emocional, desde que integra o Sistema de Inibição Comportamental (SIC), o qual inclui ainda o sistema septo-hipocampal e os núcleos da rafe. O SIC é responsável por comandar respostas defensivas de avaliação de risco, alerta e atenção, as quais podem ser eliciadas pela ansiedade. Dentro desta perspectiva, o presente estudo teve como objetivo avaliar se a ativação sistêmica da via HO-CO pode modular o comportamento emocional de ratos, e se há participação do LC. Assim, este trabalho avaliou se o tratamento sistêmico via intraperitoneal (i.p.) agudo (3 h antes) ou crônico (10 dias/2 vezes ao dia) com um liberador de monóxido de carbono (CORM-2), ou com indutor da enzima HO (CoPP), altera as respostas comportamentais no teste do labirinto em cruz elevado (LCE) e no teste claro-escuro (TCE) em ratos, bem como a expressão da enzima HO no LC. Em uma segunda etapa foi avaliado se a administração aguda de CORM-2 ou CoPP altera o comportamento avaliado no LCE e no TCE de ratos submetidos ao estresse crônico variado (ECV) por 10 dias. Os resultados mostraram que o CO induzido pela administração aguda ou crônica de CORM-2 ou CoPP possui efeito ansiolítico. Ainda, o tratamento com CORM-2 ou CoPP aumentou a expressão da enzima HO-1 em células localizadas no LC, sem alterar a imunorreatividade à enzima HO-2. Considerando os grupos submetidos ao estresse ECV, nem a ativação da via HO-CO ou o ECV apresentaram efeitos significativos nos comportamentos avaliados nos testes LCE e TCE. Os resultados do presente estudo sugerem que o tratamento sistêmico com drogas que modulam a liberação de CO possui claro efeito ansiolítico. Assim, é possível que o CO possa ser uma droga com potencial terapêutico para o tratamento de desordens neuropsiquiátricas.
Title in English
Involvement of carbono monoxide in the emotional behavior in rats: role of the locus coeruleus.
Keywords in English
Acute stress
Elevated plus maze
HO-1
HO-2
Light-dark box test
Locus coeruleus
Unpredictable chronic stress
Abstract in English
The carbon monoxide gas (CO) has several functions in the central nervous system acting as a neuromodulator, such as in the body temperature regulation, nociception and more recently, in the emotional behavior modulation. This gas is produced by the action of the heme oxigenase enzyme (HO), which is found in different areas of the central nervous system (CNS). It is important to note that this enzyme has high expression in the locus coeruleus (LC), suggesting the involvement of CO in the modulation functions performed by this midbrain structure. LC is located in the pons, being the source of majority of the noradrenergic innervation of the CNS. This structure is intimately involved in the stress modulation responses, particularly in the emotional behavior regulation, since it integrates the Behavioral Inhibition System (BIS), which also includes septum-hippocampal system and raphe nucleus. The BIS is responsible for defensive responses like the risk assessment and alertness trigged by anxiety. Within this perspective, the present study was designed to evaluate whether the systemic HO-CO pathway can modulate emotional behavior of rats, and if the HO enzyme of the neurons located into LC is involved in this response. Thus, this study evaluated whether the acute systemic i.p. treatment (3 hours before) or chronic (10 days / 2 times a day) with a carbon monoxide releaser (CORM-2) or inducer of heme enzyme oxygenase (CoPP), is able to alter the behavioral responses in the elevated plus maze (EPM) and in the light-dark box test (LDB) in rats, and the HO enzyme expression in the LC. Furthermore, the effect of the acute administration of CORM-2 or CoPP was evaluated in the emotional behavior assessed in the EPM and LDB by rats submitted to unpredictable chronic stress (during 10 days). The results showed that the CO induced by acute or chronic administration of CORM-2 or CoPP has an anxiolytic-like effect. Furthermore, treatment with CORM-2 or CoPP promoted an increase of HO-1 enzyme expression in cells located in the LC without altering the immunoreactivity of HO-2 enzyme. Still, considering the rats subjected to stress UCS neither the activation of HO-CO pathway nor the UCS protocol altered the emotional behavior evaluated in the EPM and LDB tests. The results of this study suggest that systemic treatment with drugs that modulate the CO release has anxiolytic effect. Thus, it is possible that CO can be a potential drug therapeutic target for neuropsychiatric disorders.
 
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Publishing Date
2017-09-04
 
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