Tese
Envolvimento dos sistemas serotoninérgico, GABAérgico e glutamatérgico no córtex cingulado anterior na ansiedade-traço e -estado de ratos Wistar adultos
Involvement of the serotoninergic, GABAergic and glutamatergic systems of the anterior cingulate cortex in the trait and state anxiety of adult Wistar rats
Registro en:
SOUZA, Thiago Henrique Almeida. Envolvimento dos sistemas serotoninérgico, GABAérgico e glutamatérgico no córtex cingulado anterior na ansiedade-traço e -estado de ratos Wistar adultos. 2021. 135 f. Tese (Doutorado em Ciências Fisiológicas) - Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2021.
Autor
Souza, Thiago Henrique Almeida
Institución
Resumen
The high prevalence of anxiety as a disorder and its important
socioeconomic impact in the world has been highlighted. Furthermore, its neurobiology is still a
challenge. In recent decades, the neural circuitry involved in the state anxiety has been identified.
State anxiety is the anxiety a subject experiences when faced with a threatening stimulus at a
particular moment in time. However, little is known about trait anxiety, a relatively stable
personality trait and a predisposing factor for anxiety disorders. The brain structure that has been
related to the anxious trait is the medial prefrontal cortex. However, few studies show
differentiation of roles of their subnuclei, so that the anterior cingulate cortex (ACC) would be
involved with the trait. Thus, knowing that neurotransmitters such as serotonin, gamma aminobutyric acid (GABA) and glutamate are involved in anxiety, the present study investigated
the participation of these neurotransmitter systems in ACC in the trait anxiety of adult Wistar rats.
As, by definition, trait anxiety modulates state anxiety, this was also evaluated. For the behavioral
assessment, three animal models were used: 1) Free Exploratory Paradigm (FEP), animal model
of trait anxiety; 2) Hole board (HB); and 3) Elevated plus maze (EPM), state anxiety models.
Initially, the animals were categorized according to their trait anxiety levels (high, low and
medium) (FEP1) and allocated to experiments. Exp I used high; Exp II used low; Exp III used
medium trait anxiety animals. The animals were again submitted to FEP (FEP2) and HB, and
before each behavioral assessment were administered in ACC drugs that increased or decreased
serotonergic (Fluoxetine or WAY-100635), GABAergic (Muscimol or Bicuculline) and
glutamatergic (NMDA or Ketamine) and their respective controls. Moreover, in Exp IV, all
animals from previous experiments were submitted to EPM, and evaluated without taking into
account trait anxiety levels. At the end of the experiments, the histological analysis of the drug
administration site was performed. All data were analyzed using analysis of variance and a
posteriori Tukey test. The results of the present study showed that, in Exp I, the modulation of the
serotonergic, GABAergic and glutamatergic systems in the ACC decreased trait anxiety in highly
anxious rats, while by submitting the animals to HB, the administration of Fluoxetine increased
state anxiety. In Exp II, the modulation of all systems increased trait anxiety in rats with low trait
anxiety, whereas, in HB, state anxiety levels were increased with the administration of NMDA.
In Exp III, only the modulation of the glutamatergic system, with NMDA, increased both trait
and state anxiety levels. However, none of the evaluated neurotransmitter systems altered the state
anxiety modeled in the EPM. Thus, the present study showed, for the first time, the participation
of the serotonergic, GABAergic and glutamatergic systems in the ACC in the trait anxiety of
Wistar rats with different levels of anxiety. Furthermore, we showed that ACC is also involved
with the modulation of the state anxiety. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Fundação de Apoio a Pesquisa e à Inovação Tecnológica do Estado de Sergipe - FAPITEC/SE A ansiedade, como transtorno, se destaca por sua alta
prevalência e importante impacto sócio-econômico no mundo. Além disso, sua neurobiologia
ainda é um desafio. Nas últimas décadas, tem-se identificado a circuitaria neural envolvida no
estado ansioso (ansiedade-estado), estado transitório quando confrontado com um estímulo
ameaçador. Porém, pouco se sabe a respeito da ansiedade-traço, traço de personalidade
relativamente estável e fator predisponente para os transtornos ansiosos. Uma estrutura encefálica
que tem sido relacionada ao traço ansioso é o córtex pré-frontal medial. Entretanto, poucos
estudos mostram diferenciação de papéis de seus subnúcleos, e, dentre eles, há mais evidências
sobre o envolvimento do córtex cingulado anterior (CCA) com o traço. Desse modo, sabendo-se
que neurotransmissores como serotonina, ácido gama-aminobutírico (GABA) e glutamato são
conhecidamente envolvidos na ansiedade, o presente estudo investigou a participação desses
sistemas de neurotransmissores no CCA na ansiedade-traço de ratos Wistar adultos. Como, por
definição, a ansiedade-traço modula a ansiedade-estado, esta também foi avaliada. Para a
avaliação comportamental foram utilizados três modelos animais: 1) Paradigma da Exploração
Livre (PEL), modelo animal de ansiedade-traço; 2) Placa Perfurada (PP); e 3) Labirinto em Cruz
Elevado (LCE), modelos de ansiedade-estado. Inicialmente, os animais foram categorizados de
acordo com seus níveis de ansiedade-traço (alta, baixa e média) (PEL1) e alocados em
experimentos, a saber: Exp I que utilizou animais de alta; Exp II, animais de baixa; Exp III,
animais de média-ansiedade-traço. Os animais foram submetidos novamente ao PEL (PEL2) e à
PP, sendo que antes de cada avaliação comportamental foram administradas drogas (no CCA)
que aumentavam ou diminuíam a neurotransmissão serotonérgica (Fluoxetina ou WAY-100635),
GABAérgica (Muscimol ou Bicuculina) e glutamatérgica (NMDA ou Ketamina) e seus
respectivos controles. E no Exp IV, todos os animais dos experimentos anteriores foram
submetidos ao LCE e avaliados sem levar em consideração os níveis de ansiedade-traço. Ao final
dos experimentos, foi realizada a análise histológica do sítio de administração da droga. Todos os
dados foram analisados por meio de análise de variância e teste a posteriori de Tukey. Os
resultados do presente estudo mostraram que, no Exp I, a modulação dos sistemas
serotoninérgico, GABAérgico e glutamatérgico no CCA diminuiu a ansiedade-traço de ratos
altamente ansiosos, enquanto ao submeter os animais à PP, a administração da Fluoxetina
aumentou a ansiedade-estado dos mesmos. No Exp II, a modulação de todos os sistemas
aumentou a ansiedade-traço de ratos com baixo traço ansioso, ao passo que, na PP, os níveis de
ansiedade-estado foram aumentados com a administração do NMDA. Já no Exp III, apenas a
modulação do sistema glutamatérgico, com o NMDA, aumentou tanto os níveis de ansiedade traço quanto os níveis de ansiedade-estado. No entanto, nenhum sistema de neurotransmissores
avaliados alterou o estado ansioso modelado no LCE. Sendo assim, o presente estudo mostrou,
pela primeira vez, a participação dos sistemas serotoninérgico, GABAérgico e glutamatérgico no
CCA na ansiedade-traço de ratos Wistar com diferentes níveis de ansiedade, além de evidenciar
que CCA também está envolvido com a modulação do estado ansioso. São Cristóvão
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