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Encefalopatia hepática : alterações no metabolismo energético, biossíntese de GABA e prejuízos comportamentais estudados em modelos in vitro e in vivo

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Encefalopatia hepática : alterações no metabolismo energético, biossíntese de GABA e prejuízos comportamentais estudados em modelos in vitro e in vivo

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Título Encefalopatia hepática : alterações no metabolismo energético, biossíntese de GABA e prejuízos comportamentais estudados em modelos in vitro e in vivo
Autor Leke, Renata
Orientador Portela, Luis Valmor Cruz
Data 2010
Nível Doutorado
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Ciências Básicas da Saúde. Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica.
Assunto Ácido gama-aminobutírico
Amônia
Encefalopatia hepática
Metabolismo energetico
Sistema nervoso central
Transmissão sináptica
Resumo A encefalopatia hepática (HE) é uma desordem neuropsiquiátrica que ocorre devido à falência aguda e crônica do fígado. Os mecanismos pelos quais esta doença se desenvolve não estão completamente esclarecidos, porém acredita-se que a amônia é um dos principais fatores patofisiológicos da HE. Além disso, distúrbios no sistema de neurotransmissão GABAérgico têm sido relacionado com a HE. Para estudar os efeitos da HE e da amônia sobre o SNC, desenvolvemos nesta tese um modelo de co-cultura de neurônios GABAérgicos e astrócitos provenientes camundongos que demonstrou-se bastante reproduzível, de fácil execução e representativo da interação metabólica entre neurônios e astrócitos. Também, foi verificado que a amônia exerce um papel deletério para o metabolismo energético do sistema neurotransmissor GABAérgico. As coculturas de neurônios GABAérgicos e astrócitos quando expostos à altas concentrações de amônia, apresentaram o aumento da glicólise e da atividade do ciclo de Krebs. Além disso, foi constatado que os processos de detoxificação de amônia estavam bastante ativos, demonstrados pelo aumento das concentrações intracelulares e extracelulares de glutamina. A síntese e liberação de alanina também se encontrou aumentada, e seu papel como um agente detoxificante de amônia pode ser fundamental para os neurônios GABAérgicos. A síntese de GABA também apresentou-se alterada tanto no modelo de HE em ratos submetidos à ligação do ducto biliar (BDL), como também nas co-culturas de neurônios GABAérgicos e astrócitos expostos à amônia. Detectou-se que em ambos os modelos a síntese de GABA que envolve o ciclo de Krebs estava favorecida, quando comparada com aquela que ocorre sem o envolvimento do ciclo de Krebs. O que exatamente significa esta alteração nas rotas síntese de GABA ainda não está esclarecido, porém sabe-se que o GABA sintetizado via o ciclo de Krebs é aquele que está relacionado ao “pool” vesicular deste neurotransmissor inibitório. Empregando o modelo BDL, também estudamos os efeitos da HE sobre parâmetros comportamentais e cognitivos. Demonstramos que os animais BDL apresentam prejuízos na organização espacial e temporal das atividades locomotora e exploratória, como também na memória de curta duração para na tarefa de reconhecimento de objeto. De uma maneira geral, o trabalho desenvolvido nesta tese traz novas informações sobre os processos neuroquímicos e comportamentais envolvidos na HE que podem contribuir para o entendimento dos mecanismos patofisiológicos desta doença.
Abstract Hepatic encephalopathy (HE) is a neuropsychiatric disorder which arises due to acute or chronic liver disease. The mechanisms by which this disease develops are still not completely understood, however, it is well described that ammonia plays a pivotal role in the pathophysiology of HE. Moreover, disturbances in the GABAergic neurotransmitter system have been related to the development of HE. Aiming to study the effects of ammonia and HE in the SNC, in this thesis we standardized a model of co-culture of GABAergic neurons and astrocytes obtained from mouse. It was shown that the co-culture system was very reproducible, easy to be performed and representative of the neuronal-astrocytic interaction. The work here developed also showed that ammonia was detrimental for the energy metabolism of the GABAergic neurons and astrocytes. The co-cultures when incubated with ammonia had an increase in glycolysis and TCA cycle activity. Moreover, it was demonstrated that the detoxifying processes were highly active during hyperammonemia, i.e. increased synthesis and release of glutamine. Alanine synthesis was also increased during incubation with ammonia, and we suggest that its synthesis and release might be fundamental for the detoxification of GABAergic neurons. In another study of this thesis, we demonstrate that GABA synthesis was altered both in co-cultures of neurons and astrocytes exposed to ammonia, as well as in brain of rats with HE induced by bile duct ligation (BDL). In both systems studied, GABA synthesis via TCA cycle was favored, when compared to the one which occurs without TCA cycle involvement.To each extent this altered GABA synthesis influences the GABAergic system is not clear, however, it is known that GABA synthesized via TCA cycle is the pool related to the vesicular GABA pool. In addition, employing the BDL model, we studied the effect of HE on behavioral and cognitive parameters. The BDL rats showed impairment of spatial-temporal organization of the locomotor and exploratory activities and also in short term memory during the object memory recognition task. Therefore, the work developed during this thesis brings new information about the neurochemical and behavioral processes involved in HE, which can contribute for the understanding of the pathophysiologycal mechanisms of this disease.
Tipo Tese
URI http://hdl.handle.net/10183/25445
Arquivos Descrição Formato
000753096.pdf (3.515Mb) Texto completo Adobe PDF Visualizar/abrir

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