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Mémoire de Maîtrise
DOI
https://doi.org/10.11606/D.59.2022.tde-23032022-073622
Document
Auteur
Nom complet
José Henrique Alves Ferreira
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Ribeirão Preto, 2022
Directeur
Jury
Panissi, Christie Ramos Andrade Leite (Président)
Gomes, Joyce Mendes
Marangoni, Glauce Crivelaro do Nascimento
Titre en portugais
Avaliação do comportamento emocional de ratos com endotoxemia mantidos em ambiente enriquecido
Mots-clés en portugais
Ansiedade
Citocinas inflamatórias
Comportamento emocional
Labirinto em cruz elevado
Lipopolissacarídeo
Sickness behavior
Resumé en portugais
O comportamento de doença é um conjunto de alterações comportamentais adaptativas que preparam o organismo para lidar com infecções virais e bacterianas desencadeadas no sistema nervoso central pela ação de citocinas pró-inflamatórias. Esse conjunto de mudanças incluem aumento na temperatura corporal, atividade motora e exploratória reduzida e comportamento semelhante à ansiedade. Estudos mostram que o enriquecimento ambiental (AE) pode alterar respostas emocionais e nociceptivas em indivíduos saudáveis, mas ainda não há estudos com indivíduos que passam por uma infeção. O objetivo deste estudo foi investigar se o AE altera o comportamento semelhante à ansiedade induzido por endotoxina bacteriana (Lipopolissacarídeos, LPS). Para isso, ratos Wistar Hannover, machos e adultos (CEUA-USP # 18.1.1630.59.7) foram mantidos por aproximadamente 5 semanas em ambiente padrão (AP) ou enriquecido (AE). No 38º dia experimental, os ratos foram submetidos à administração de LPS (200 µg/kg) ou salina estéril (SAL 0,9%) via ip. A temperatura corporal foi avaliada pela temperatura da cauda (TC), antes e a cada 30 min, durante 180 minutos após os tratamentos. O comportamento emocional foi analisado no labirinto em cruz elevado (LCE) e pelo teste de vocalização ultrassônica (VUS). A atividade motora foi avaliada pelo teste rotarod e campo aberto 3 h após a injeção de LPS ou SAL. A ANOVA foi utilizada para avaliação estatística, seguida pelo teste de Tukey ou Bonferroni (p < 0,05). No término dos experimentos, os animais foram submetidos à eutanásia por meio de sobredose anestésica com cloridrato de cetamina 10% (225 mg/kg) e cloridrato de xilazina 2% (30 mg/kg) via i.p., sendo o encéfalo e sangue coletados para posterior análise imunoistoquímica e dosagem de citocinas, respectivamente. Os resultados mostraram redução da TC após 120 min da injeção de LPS (teste de Tukey; p < 0,05), o que indica estado febril independente do tipo de ambiente em que os animais foram mantidos (AP+LPS e AE+LPS). Em um grupo independente foi realizada a dosagem de citocinas plasmáticas, no qual foi constatado que a administração de LPS induziu aumento das citocinas TNF-α, IL-1β e IL-6 quando comparado com os grupos controle que receberam SAL, independente do tipo de ambiente em que foram mantidos. Quando observamos TNF-α, observamos os grupos que foram submetidos a administração de LPS, observamos que os animais que foram mantidos no AE apresentaram uma menor produção desta citocina, o que demonstra uma menor resposta inflamatória quando comparado com aqueles mantidos em AP. A análise comportamental mostra que o LPS induziu comportamento semelhante à ansiedade independente do ambiente, uma vez que o número de entradas nos braços abertos no teste LCE foi reduzido no grupo AP+LPS, bem como no AE+LPS quando comparado com AP+SAL e AE+SAL (p < 0,05, Tukey). Além disso, observou-se redução do número de entradas nos braços abertos (BA), do comportamento de avaliação de risco e do mergulho de cabeça dos animais que receberam o LPS. A aplicação da ANOVA revelou que há diferença significativa considerando o número de entradas nos BA quando comparados os grupos LPS com os respectivos grupos controles (AP/SAL e AE/SAL). Com relação ao teste do campo aberto, a análise da atividade locomotora (número total de quadrados percorridos no tempo de 5 min) mostra que há diminuição do número de quadrados percorridos nos grupos LPS. No teste do rotarod, a administração de LPS promoveu redução do tempo de permanência no teste nos animais mantidos em AP. Entretanto, os animais mantidos em AE, a endotoxemia não promoveu alteração no parâmetro analisado. Quanto à VUS, os dados mostram que a administração do LPS induz a vocalização na frequência compreendia entre 18-33KHz, considerada aversiva e indicativo da presença de altos níveis de ansiedade e medo. Destaca-se que o grupo mantido em AE observou-se redução da emissão da VUS na faixa aversiva, mas não diferiu do grupos AP/LPS. A análise da expressão da proteína FOS (c-fos), evidencia que a administração de LPS promove maior marcação de células imunopositivas na região basolateral da amígdala de animais mantidos em AP do que a observada em animais mantidos em AE, mesmo que ainda não seja encontrada diferença estatística (p > 0,05) quando comparado com grupos que receberam SAL. Os resultados deste estudo permitem concluir que o ambiente enriquecido atenua parcialmente as respostas relacionadas à ansiedade em decorrência da inflamação sistêmica promovida pela administração de LPS. Entretanto, destaca-se que o enriquecimento ambiental não interfere com a resposta febril ou imunológica associada à endotoxemia.
Titre en anglais
Evaluation of the emotional behavior of rats with endotoxemia kept in an enriched environment
Mots-clés en anglais
Anxiety
Elevated plus maze
Emotional behavior
Inflammatory cytokines
Lipopolysaccharide
Sickness behavior
Resumé en anglais
Sickness behavior is a set of adaptive behavioral changes that prepare the body to deal with viral and bacterial infections triggered in the central nervous system by the action of pro-inflammatory cytokines. These behavioral changes included increased body temperature, reduced motor and exploratory activity, and anxiety-like behavior. Studies show that environmental enrichment (EE) can alter emotional and nociceptive responses in healthy individuals, but there are no studies on individuals who experience an infection. This study investigated whether EE alters the anxiety-like behavior induced by bacterial endotoxin (Lipopolysaccharides, LPS). For this purpose, male and adult Wistar Hannover rats (CEUA-USP # 18.1.1630.59.7) were kept for four weeks in a standard (SE) or enriched (EE) environment. On the 38th experimental day, the rats were submitted to the administration of LPS (200 µg/kg) or sterile saline (SAL, 0.9%) via IP. Body temperature was assessed by tail temperature (TT) before and each 30 min. for 180 minutes after treatments. Emotional behavior was analyzed in the elevated plus-maze (EPM), and motor activity was assessed by rotarod test and open field three hours after LPS or SAL injection. ANOVA was used for statistical evaluation, followed by the Tukey test (p < 0.05). The animals were euthanized at the end of the experiments (anesthetic overdose with 10% ketamine hydrochloride, 225 mg/kg, and 2% xylazine hydrochloride, 30 mg/kg i.p.), and the brain and blood were collected for subsequent immunohistochemical analysis and cytokine dosage, respectively. The results showed a reduction in TC 120 min after LPS injection (Tukey's test; p < 0.05), which indicates a febrile state regardless of the type of environment in which the animals were kept (SE +LPS and EE+LPS). Regarding plasma cytokines, LPS administration induced an increase in TNF-α, IL-1β, and IL-6 cytokines compared to control groups that received SAL, regardless of the environment in which they were kept. The TNF-α analysis showed that the groups submitted to LPS administration and kept in the EE presented lower production of this cytokine. Behavioral analysis shows that LPS induced anxiety-like behavior independent of the environment since the number of open-arm entries in the EPM test was reduced in the SE+LPS group, as well as in the EE+LPS when compared to SE+SAL and EE+SAL (p < 0.05, Tukey). In addition, there was a reduction in the number of entries into the open arms (OA), risk assessment behavior, and head dipping in animals that received LPS. The ANOVA statistics revealed a significant difference considering the number of entries in the BA when comparing the LPS groups with the respective control groups (SE/SAL and EE/SAL). Regarding the open field test, the analysis of locomotor activity (total number of squares covered in a 5 min) shows a decrease in the number of squares covered in the LPS groups. In the rotarod test, the administration of LPS reduced the permanence time in the test in animals kept in SE. However, in animals kept in EE, endotoxemia did not change the analyzed parameter. As for VUS, the data show that the administration of LPS induces vocalization at a frequency ranging between 18-33KHz, considered aversive and indicative of the presence of high levels of anxiety and fear. It is noteworthy that the group kept in AE showed a reduction in VUS emission in the aversive range, but it did not differ from the SE/LPS groups. The analysis of FOS protein expression (c-fos) showed that the administration of LPS promoted greater labeling of immunopositive cells in the basolateral region of the tonsils of animals kept in SE than that observed in animals kept in EE, even though no statistical difference has yet been found (p > 0.05) when compared to groups that received SAL. The results of this study allow us to conclude that the enriched environment partially attenuates the anxiety-related responses due to the systemic inflammation promoted by the administration of LPS. However, it is noteworthy that environmental enrichment does not interfere with the febrile or immunological response associated with endotoxemia.
 
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Date de Publication
2022-04-13
 
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