Efeitos do consumo crônico de cafeína sobre a neuroquímica hipocampal e o comportamento de ratos jovens: implicações sobre a circuitaria glutamatérgica e células gliais.
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Link de acesso: | https://app.uff.br/riuff/handle/1/37213 |
Resumo: | O sistema nervoso central é extremamente complexo e depende do correto estabelecimento de conectividade para o seu funcionamento apropriado. O ambiente é capaz de modificar a circuitaria neural que orienta nosso comportamento através de um processo denominado plasticidade neural. O hipocampo, uma estrutura intimamente relacionada à aprendizagem e memória, tem sido utilizado para estudar os mecanismos subjacentes à reorganização neural. A cafeína é a droga psicoativa mais consumida no mundo, conhecida por modular a neuroplasticidade principalmente através do bloqueio dos receptores de adenosina. Tal composto apresenta uma dualidade no que diz respeito aos seus efeitos: o consumo por adultos tem sido relacionado à prevenção do declínio cognitivo em muitos modelos animais de doenças neurodegenerativas enquanto que, em jovens, parece estar relacionada a efeitos negativos como a ansiedade, por exemplo. Sabe-se que tanto os neurônios como as células gliais do hipocampo apresentam receptores de adenosina dos tipos A1 e A2A e estudos recentes demonstraram que a glia é capaz de desempenhar um papel importante na aprendizagem e retenção da memória, ajudando a regular a atividade neuronal. Este trabalho investigou os mecanismos pelos quais a cafeína pode modular a plasticidade no hipocampo e alterar o comportamento em animais jovens. O presente estudo foi aprovado pelo comitê de ética da UFF sob os protocolos nos. 802 e 1875190721. Ratos da linhagem Lister Hooded foram submetidos ao tratamento oral com cafeína (1 mg/mL) do dia pós-natal 21 (DPN21) até o DPN40. Após o tratamento, os animais foram submetidos a testes de comportamento e o tecido do hipocampo foi processado para análise de imunofluorescência e Western Blot. Também foram realizados ensaios de captação e liberação de [3H] -D-aspartato e acúmulo de AMPc. Os resultados demonstraram que o tratamento com cafeína induz uma melhora no desempenho em tarefas de memória enquanto leva a um aumento do comportamento semelhante à ansiedade. Observou-se uma diminuição na marcação para astrócitos e microglias nos grupos tratados com cafeína. A cafeína leva a um aumento na expressão de receptores A1 e maior acúmulo de AMPc, além de promover alterações no conteúdo e composição de receptores NMDA, bem como nos transportadores de glutamato. Ensaios de liberação e captação de D-aspartato sugerem envolvimento da via da PKA e a possível ocorrência de heterômeros entre receptores A1 e A2A de adenosina. A cafeína também alterou o perfil de reatividade glial no hipocampo. Juntos, os dados sugerem mecanismos celulares e moleculares subjacentes às alterações plásticas hipocampais induzidas pela cafeína e podem abrir novas perspectivas para futuras abordagens farmacológicas com vistas a ampliar ou reduzir estas respostas em indivíduos jovens. |
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Efeitos do consumo crônico de cafeína sobre a neuroquímica hipocampal e o comportamento de ratos jovens: implicações sobre a circuitaria glutamatérgica e células gliais.Effects of chronic caffeine consumption on hippocampal neurochemistry and behavior in young rats: implications for glutamatergic circuitry and glial cells.CafeínaAdolescênciaNMDARReceptores de adenosinaGliaSistema NervosoNeuroplasticidadeAdenosinaCaffeineAdolescenceNMDARAdenosine receptors,Gial cellsO sistema nervoso central é extremamente complexo e depende do correto estabelecimento de conectividade para o seu funcionamento apropriado. O ambiente é capaz de modificar a circuitaria neural que orienta nosso comportamento através de um processo denominado plasticidade neural. O hipocampo, uma estrutura intimamente relacionada à aprendizagem e memória, tem sido utilizado para estudar os mecanismos subjacentes à reorganização neural. A cafeína é a droga psicoativa mais consumida no mundo, conhecida por modular a neuroplasticidade principalmente através do bloqueio dos receptores de adenosina. Tal composto apresenta uma dualidade no que diz respeito aos seus efeitos: o consumo por adultos tem sido relacionado à prevenção do declínio cognitivo em muitos modelos animais de doenças neurodegenerativas enquanto que, em jovens, parece estar relacionada a efeitos negativos como a ansiedade, por exemplo. Sabe-se que tanto os neurônios como as células gliais do hipocampo apresentam receptores de adenosina dos tipos A1 e A2A e estudos recentes demonstraram que a glia é capaz de desempenhar um papel importante na aprendizagem e retenção da memória, ajudando a regular a atividade neuronal. Este trabalho investigou os mecanismos pelos quais a cafeína pode modular a plasticidade no hipocampo e alterar o comportamento em animais jovens. O presente estudo foi aprovado pelo comitê de ética da UFF sob os protocolos nos. 802 e 1875190721. Ratos da linhagem Lister Hooded foram submetidos ao tratamento oral com cafeína (1 mg/mL) do dia pós-natal 21 (DPN21) até o DPN40. Após o tratamento, os animais foram submetidos a testes de comportamento e o tecido do hipocampo foi processado para análise de imunofluorescência e Western Blot. Também foram realizados ensaios de captação e liberação de [3H] -D-aspartato e acúmulo de AMPc. Os resultados demonstraram que o tratamento com cafeína induz uma melhora no desempenho em tarefas de memória enquanto leva a um aumento do comportamento semelhante à ansiedade. Observou-se uma diminuição na marcação para astrócitos e microglias nos grupos tratados com cafeína. A cafeína leva a um aumento na expressão de receptores A1 e maior acúmulo de AMPc, além de promover alterações no conteúdo e composição de receptores NMDA, bem como nos transportadores de glutamato. Ensaios de liberação e captação de D-aspartato sugerem envolvimento da via da PKA e a possível ocorrência de heterômeros entre receptores A1 e A2A de adenosina. A cafeína também alterou o perfil de reatividade glial no hipocampo. Juntos, os dados sugerem mecanismos celulares e moleculares subjacentes às alterações plásticas hipocampais induzidas pela cafeína e podem abrir novas perspectivas para futuras abordagens farmacológicas com vistas a ampliar ou reduzir estas respostas em indivíduos jovens.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior.The central nervous system is extremely complex and depends on the correct establishment of connectivity for its proper functioning. The environment is capable of modifying the neural circuitry that guides our behavior through a process called neural plasticity. The hippocampus, a structure closely related to learning and memory, has been used to study the mechanisms underlying neural reorganization. Caffeine is the most consumed psychoactive drug worldwide, being known to modulate neuroplasticity mainly by blocking adenosine receptors. It presents a duality with regard to its effects: consumption by adults has been related to the prevention of cognitive decline in many animal models of neurodegenerative diseases while, in young people, it seems to be related to negative effects such as greater susceptibility to psychiatric disorders such as depression, for example. Both neurons and glial cells in the hippocampus are known to have adenosine receptors of types A1 and A2A, and recent studies have shown that glia are able to play an important role in learning and memory retention, helping to regulate neuronal activity. This work aims to investigate the mechanisms through which caffeine is able to modulate plasticity in the hippocampus and, in this way, alter animal behavior. The present study was submitted to the UFF ethics committee under protocols n. 802 and 1875190721. Lister Hooded rats underwent oral treatment with caffeine (1 mg/mL) from postnatal day 21 (DPN21) to postnatal day 40 (DPN40). The control group received water ad libithum. After treatment, different groups of animals were subjected to behavioral tests and hippocampal tissue was processed for immunofluorescence and Western Blot analysis. In addition, [3H]-D-aspartate uptake and release and cAMP accumulation assays were performed. The results showed that chronic treatment with caffeine induces an improvement in performance in memory tasks while leading to an increase in anxiety-like behavior, without promoting changes in the locomotor profile of the animals. A decrease in labeling for astrocytes and microglia was observed in the caffeine-treated groups. Caffeine treatment causes an increase in adenosine A1 receptor expression and increased cAMP accumulation. It also promotes changes in the content and composition of NMDA glutamate receptors, as well as in the transporters of this same neurotransmitter. D-aspartate release and uptake assays suggest involvement of the PKA pathway and the possible occurrence of heteromers between A1 and A2A adenosine receptors. Caffeine also altered the glial reactivity profile in the hippocampus. Taken together, these data suggest cellular and molecular mechanisms underlying caffeine-induced hippocampal plastic changes and may open new perspectives for future pharmacological approaches to enhance or reduce these responses in young individuals.157 f.Campello-Costa, Paulahttp://lattes.cnpq.br/7887442300538430Kubrusly, Regina Célia Cussahttp://lattes.cnpq.br/1719959034374657Manhães , Alex Cristianhttp://lattes.cnpq.br/1445083298662873Reis , Ricardo Augusto de Mellohttp://lattes.cnpq.br/6046165866539973Gomes , Ana Lucia Tavareshttp://lattes.cnpq.br/2371748267138577Melibeu , Adriana da Cunha Fariahttp://lattes.cnpq.br/5008053566749422http://lattes.cnpq.br/6660236439275988Rodrigues, Maria Carolina Peixoto2025-03-14T19:48:53Z2025-03-14T19:48:53Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfRODRIGUES, Maria Carolina Peixoto. Efeitos do consumo crônico de cafeína sobre a neuroquímica hipocampal e o comportamento de ratos jovens: implicações sobre a circuitaria glutamatérgica e células gliais. 2022. 157 f. Tese (Doutorado em Neurociências) – Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Instituto de Biologia, Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2022.https://app.uff.br/riuff/handle/1/37213ark:/87559/0013000018qhdCC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2025-03-14T19:48:53Zoai:app.uff.br:1/37213Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202025-03-14T19:48:53Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false |
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O sistema nervoso central é extremamente complexo e depende do correto estabelecimento de conectividade para o seu funcionamento apropriado. O ambiente é capaz de modificar a circuitaria neural que orienta nosso comportamento através de um processo denominado plasticidade neural. O hipocampo, uma estrutura intimamente relacionada à aprendizagem e memória, tem sido utilizado para estudar os mecanismos subjacentes à reorganização neural. A cafeína é a droga psicoativa mais consumida no mundo, conhecida por modular a neuroplasticidade principalmente através do bloqueio dos receptores de adenosina. Tal composto apresenta uma dualidade no que diz respeito aos seus efeitos: o consumo por adultos tem sido relacionado à prevenção do declínio cognitivo em muitos modelos animais de doenças neurodegenerativas enquanto que, em jovens, parece estar relacionada a efeitos negativos como a ansiedade, por exemplo. Sabe-se que tanto os neurônios como as células gliais do hipocampo apresentam receptores de adenosina dos tipos A1 e A2A e estudos recentes demonstraram que a glia é capaz de desempenhar um papel importante na aprendizagem e retenção da memória, ajudando a regular a atividade neuronal. Este trabalho investigou os mecanismos pelos quais a cafeína pode modular a plasticidade no hipocampo e alterar o comportamento em animais jovens. O presente estudo foi aprovado pelo comitê de ética da UFF sob os protocolos nos. 802 e 1875190721. Ratos da linhagem Lister Hooded foram submetidos ao tratamento oral com cafeína (1 mg/mL) do dia pós-natal 21 (DPN21) até o DPN40. Após o tratamento, os animais foram submetidos a testes de comportamento e o tecido do hipocampo foi processado para análise de imunofluorescência e Western Blot. Também foram realizados ensaios de captação e liberação de [3H] -D-aspartato e acúmulo de AMPc. Os resultados demonstraram que o tratamento com cafeína induz uma melhora no desempenho em tarefas de memória enquanto leva a um aumento do comportamento semelhante à ansiedade. Observou-se uma diminuição na marcação para astrócitos e microglias nos grupos tratados com cafeína. A cafeína leva a um aumento na expressão de receptores A1 e maior acúmulo de AMPc, além de promover alterações no conteúdo e composição de receptores NMDA, bem como nos transportadores de glutamato. Ensaios de liberação e captação de D-aspartato sugerem envolvimento da via da PKA e a possível ocorrência de heterômeros entre receptores A1 e A2A de adenosina. A cafeína também alterou o perfil de reatividade glial no hipocampo. Juntos, os dados sugerem mecanismos celulares e moleculares subjacentes às alterações plásticas hipocampais induzidas pela cafeína e podem abrir novas perspectivas para futuras abordagens farmacológicas com vistas a ampliar ou reduzir estas respostas em indivíduos jovens. |
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