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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.17.2021.tde-11042022-135852
Document
Author
Full name
Anna Bárbara Borges de Assis
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2021
Supervisor
Committee
Moraes, Leonardo Resstel Barbosa (President)
Coimbra, Norberto Cysne
Padovan Neto, Fernando Eduardo
Vilela, Fabiana Cardoso
Title in Portuguese
Participação do sistema endocanabinoide do núcleo do leito da estria terminal na modulação da resposta emocional condicionada em ratos: participação das neurotransmissões glutamatérgica e nitrérgica
Keywords in Portuguese
Núcleo do leito da estria terminal
Óxido nítrico
Receptor CB1
Receptor CB2
Receptor NMDA
Resposta emocional condicionada
Abstract in Portuguese
A participação do sistema endocanabinoide é amplamente descrita na modulação de respostas associadas ao medo e ansiedade, sendo seus efeitos mediados principalmente por meio dos receptores canabinoides do tipo 1 e 2 (CB1 e CB2, respectivamente). A ativação de receptores CB1 leva a supressão na liberação de neurotransmissores, incluindo o glutamato. O papel dos receptores CB2 na modulação da atividade neuronal ainda não está completamente elucidado, porém é sugerido que este também atue, em parte, através da modulação dos níveis de glutamato. O glutamato é o principal neurotransmissor excitatório presente no sistema nervoso central (SNC). Desta forma, os receptores CB1 apresentam papel fundamental na modulação da excitabilidade neuronal pela redução da atividade de receptores NMDA. Além disso, está bem estabelecido que a ativação de receptores NMDA pode induzir síntese de óxido nítrico (NO) no SNC. O NO, por sua vez, é uma molécula gasosa, predominantemente produzida no neurônio pós-sináptico sendo capaz de se difundir para a fenda sináptica e também atuar na modulação da excitabilidade neuronal. Dados prévios do nosso grupo já demonstraram o papel essencial dos receptores NMDA e do NO na resposta emocional condicionada (REC) evocada pelo modelo do medo condicionado ao contexto (MCC) no núcleo do leito da estria terminal (NLET). O NLET é uma estrutura límbica responsável pela integração de respostas autonômicas, neuroendócrinas e comportamentais durante situações aversivas, no qual o glutamato e NO possuem papel fundamental. Entretanto, o papel do sistema endocanabinoide nessa estrutura não está completamente elucidado, apesar de estudos demonstrarem sua presença no NLET. Desta forma, o objetivo do presente estudo foi avaliar o papel dos antagonistas de receptores CB1 (AM251) e CB2 (AM630) no NLET na modulação das respostas induzidas pelo MCC, e ainda avaliar se os receptores CB1 atuam via NMDA/NO. Para isso, ratos Wistar (240 - 270g) foram submetidos a cirurgia estereotáxica para implantação bilateral de cânulas no NLET, para administração de drogas. Cinco dias após a cirurgia, os animais foram submetidos ao protocolo do MCC, realizado em 3 dias consecutivos. No dia 1 os animais foram primeiramente expostos à caixa de condicionamento por um período de 10 minutos (Habituação), em uma segunda exposição à caixa (4 horas após a primeira sessão) foram deflagrados choques nas patas inescapáveis (Condicionamento). No dia 2 foi implantado um cateter de polietileno na artéria femoral para avaliação dos parâmetros cardiovasculares. No dia 3, as respostas comportamentais (tempo de congelamento) e autonômicas (Pressão arterial média-PAM; Frequência cardíaca-FC e Temperatura cutânea da cauda-TC) foram continuamente avaliadas antes (período basal) e durante 10 minutos de reexposição a mesma caixa (Teste; sem deflagração de choques). Os compostos farmacológicos e o veículo foram administrados através de microinjeções no NLET, 10 minutos antes da reexposição ao contexto condicionado (Teste). Nossos resultados demonstraram que tanto o antagonismo de receptores CB1 quanto de CB2 aumentaram a expressão das respostas comportamentais e autonômicas frente a reexposição ao contexto previamente condicionado. Ademais, o aumento da REC induzida pelo antagonista CB1 foi prevenido pela administração prévia de um antagonista de receptores NMDA, inibidor da enzima nNOS, sequestrador de NO e inibidor da enzima guanilato ciclase solúvel (GCs). Desta maneira, podemos concluir que o sistema endocanabinoide presente no NLET possui papel fundamental na modulação da REC através dos receptores CB1 e CB2. Desta forma, sugerimos que a modulação da REC via receptores CB1 no NLET envolva ativação de receptores NMDA, produção de NO pela nNOS, difusão do NO na fenda sináptica e ativação da enzima GCs no terminal pré-sináptico. Portanto, o sistema endocannabinoide do NLTE possivelmente representa uma importante neurotransmissão na regulação e integração de respostas emocionais.
Title in English
Participation of endocannabinoid system in the bed nucleus of the stria terminalis on conditioned emotional response modulation in rats: participation of glutamatergic and nitrergic neurotransmissions
Keywords in English
Bed nucleus of the stria terminalis
CB1 receptor
CB2 receptor
Conditioned emotional response
Glutamate
Nitric oxide
Abstract in English
The endocannabinoid system role of fear and anxiety responses is widely described, mostly mediated via type 1 and 2 cannabinoid receptors (CB1 and CB2, respectively). CB1 receptor activation negatively modulates the release of several neurotransmitters, including glutamate. However, the CB2 receptor role in neuronal activity is not yet fully understood, but it is suggested that they also act through glutamate levels modulation. Glutamate is the main excitatory neurotransmitter of the central nervous system (CNS). Thus, CB1 receptors play a fundamental role in neuronal excitability by NMDA receptors. Furthermore, it is well established that NMDA receptors activation induce nitric oxide (NO) synthesis in the CNS. NO can diffuse to the synaptic cleft and act at neuronal excitability modulation. Previous data from our group demonstrated the essential role of NMDA receptors and NO in the conditioned emotional response (CER) evoked by the contextual fear conditioning (CFC) in the bed nucleus of the stria terminalis. The Bed Nucleus of the Stria Terminalis (BNST) is a limbic structure responsible for integration of autonomic, neuroendocrine and behavioral information during aversive situations. However, the endocannabinoid system role in this structure is not fully elucidated, despite studies demonstrating its presence in BNST. Thus, our aim was to evaluate the role of CB1 (AM251) and CB2 (AM630) receptors' antagonists in BNST in responses induced by CFC, and also to assess whether CB1 receptors act via NMDA/NO. For this, Wistar rats (240 - 270g) were submitted to stereotaxic surgery for bilateral implantation of cannulas in the BNST, for drug administration. Five days after, the animals were submitted to the CFC protocol, performed on 3 consecutive days. The habituation session consisted of a 10-min-long exposure to the footshock chamber without shock delivery. Four hours later animals were placed back into the same experimental chamber, and three electric footshocks were delivered (Conditioning). Twenty-four hours after the conditioning, the surgery for a catheter implantation into the femoral artery was performed to do the cardiovascular recording. Behavior (freezing time) and autonomic (Mean arterial pressure-MAP; Heart rate-HR and cutaneous temperature-CT) measurements were carried out on the next day after femoral surgery. Pharmacological compounds and vehicle were administered into the NLET, 10 minutes before re-exposure to the conditioned context (Test). Our results demonstrated that both CB1 and CB2 receptor antagonism increased the CER expression. Furthermore, the administration of an NMDA receptor antagonist, neuronal NO synthase inhibitor, NO scavenger and soluble guanylate cyclase (sGC) enzyme inhibitor prevented the CB1 antagonist effect. Our results suggest that CB1 and CB2 receptors modulate the expression of CER. Moreover, we suggest that the modulation of CER via CB1 receptors in BNST involves activation of NMDA receptors, NO production by nNOS, NO diffusion in the synaptic cleft and activation of the enzyme sGC in the presynaptic terminal. Therefore, the BNST endocannabinoid system possibly represents an important neurotransmission in the regulation and integration of emotional responses.
 
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Publishing Date
2022-04-13
 
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