Efeito de compostos químicos na actividade sináptica

Abstract

Com a crescente incidência de doenças, como as de Alzheimer e de Parkinson e mesmo a depressão, tem havido também uma preocupação acrescida na procura das suas causas, dos mecanismos celulares nelas envolvidos e de novas formas de tratamento. Deste modo, torna-se crucial o estudo do efeito que certos compostos químicos podem ter no sistema nervoso central. Sabe-se que estas doenças podem estar associadas a uma libertação excessiva de zinco neuronal pretendendo-se, por isso estudar variações sinápticas de zinco usando um indicador fluorescente e também o seu efeito em sinais de autofluorescência. Os estudos foram efectuados nas sinapses das fibras musgosas, localizadas na área CA3 do hipocampo, que são muito ricas em zinco vesicular. As variações de zinco foram induzidas pelos compostos KCl e TEA, que despolarizam a membrana celular causando plasticidade sináptica e pelo ácido oleico, cujo efeito se pretende conhecer na atividade neuronal.O ácido oleico é um composto químico monoinsaturado que existe, em abundância no azeite e na amêndoa, apresentando muitos benefícios nutricionais e medicinais sendo, por isso, usado em diversas aplicações. No entanto, devido à crescente industrialização no setor alimentar, nomeadamente na produção de azeite e de leite de amêndoa, a presença do ácido oleico em concentrações elevadas poderá ser frequente nos efluentes. Por este motivo, pretende-se investigar o impacto deste composto na libertação de zinco e em sinais de autofluorescência, com origem em compostos flavanóides existentes na mitocôndria.Um dos mecanismos desencadeados pela presença dos compostos KCl, que pode ser encontrado em quantidades consideráveis em efluentes de destilarias, e por TEA é a indução da potenciação de longa duração, que está associada a uma libertação intensa de zinco na fenda sináptica. Estes destes compostos, cujo efeito na atividade elétrica neuronal já é conhecido, originaram sinais de autofluorescência, opostos, nomeadamente uma potenciação no caso do KCl e uma depressão na presença de TEA, que eram parcialmente reversíveis. A amplitude da potenciação induzida por KCl dependia da osmolaridade do meio extracelular, sendo maior para uma osmolaridade normal. Quanto aos sinais de zinco, foram medidos sinais induzidos pela aplicação de TEA, tendo-se verificado resultados semelhantes aos obtidos para os sinais de autofluorescência. Para avaliar o envolvimento dos canais de potássio dependentes de ATP, que são ativados por zinco, na depressão induzida por TEA, aplicou-se tolbutamida que é um bloqueador, daqueles canais.No estudo do efeito do ácido oleico foram analisadas as variações dos sinais de autofluorescência e de zinco. Para os estudos de autofluorescência foram testadas duas concentrações, 20 µM e 40 µM, tendo-se registado um pequeno aumento reversível para a concentração de 40 µM. No caso dos sinais de zinco testaram-se cinco concentrações, 10 µM, 20 µM, 40 µM, 60 µM e 100 µM mas apenas se verificaram maiores intensidades de fluorescência para as concentrações de 20 µM e 100 µM, , que também são reversíveis. Conclui-se por isso que, ao contrário do que acontece com o KCl e TEA, em que a atividade sináptica fica, geralmente potenciada, para as concentrações usadas, as células recuperam o seu estado depois da aplicação do ácido oleico, sugerindo que ele não tem efeitos fisiológicos sérios.

With the increasing incidence of diseases, like Alzheimer’s disease, Parkinson’s disease or even depression, there also been a increased concern in the search for better understanding of these. Thus, it becomes crucial to study the effect of certain chemical compounds may have on the central nervous system. It is known that these diseases may be associated with higher amounts of zinc in the brain and, therefore, it is intended to conduct a study of the variation of the concentration of this ion and the autofluorescence signals in mossy fibers of the CA3 area of the hippocampus. Achieving this, it will be evaluate the effect caused by the presence of KCl, TEA and oleic acid.Oleic acid is a monounsaturated chemical compound and it is present in olive oil and almond. This has plenty nutritional and medicinal benefits and, therefore, can have different applications. However, due to increasing industrialization in the food sector, particularly in the production of olive oil and almond milk, the presence of oleic acid in high concentrations in the effluents may be frequent. Thus, the present work aims to understand the impact that this compound may have in the zinc release, and in the autofluorescence signals. The remaining chemicals, KCl and TEA, serve to validate and better understand the mechanisms underlying these changes. However, the KCl may also be found in considerable quantities in distillery effluents.It is noted that one of the mechanisms triggered by the presence of KCl and TEA compounds is the induction of long-term potentiation, which is characterized by the release of zinc in the synaptic cleft. When these compounds were used, for signs of autofluorescence, there was an increase in intensity for the first case (depolarization) and a reduction below the baseline for the second case (depolarization and hyperpolarization). Yet in the use of KCl solution, Ca-EDTA was used to measure the dependence that zinc has in the autofluorescence signals. As for the zinc signals only were measured signals induced by the application of TEA, having been found similar results for the autofluorescence signals. To assess the involvement of ATP-dependent potassium channels (KATP) with zinc, was introduced one blocking of KATP channels solution, tobultamid, after the perfusion of TEA.In the study of the effect of oleic acid were examined the changes in autofluorescence and zinc signals. For studies of autofluorescence, were tested two concentrations 20 µM and 40 µM, having only a small variation obtained for the concentration of 40 µM. As for the zinc signals were tested five concentrations 10 µM, 20 µM, 40 µM, 60 µM and 100 µM. There was only fluorescence changes in concentrations of 20 µM and 100 µM. In the end, in order to realize the source of zinc signals were used two blocker, nifedipine and NBQX, having concluded that zinc signals had postsynaptic origin.