Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10316/37916
Title: Efeito de compostos químicos na atividade sináptica
Authors: Lopes, Inês de Oliveira Lourenço 
Orientador: Ferreira, Rosa M. Quinta
Ferreira, M. Emilia de O. Quinta
Keywords: Sistema nervoso; Fibras musgosas; Variações de zinco; Ácido oleico
Issue Date: Jul-2016
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, tornase 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 sinais correspondentes de autofluorescência. Os estudos foram efetuados 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 seus efluentes. Por este motivo, pretende-se investigar o impacto deste composto em movimentos sinápticos de zinco e em sinais de autofluorescência, com origem em flavoproteínas existentes na mitocôndria. Um dos mecanismos desencadeados pela presença de 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 para a fenda sináptica. Estes dois 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 medidas variações induzidas pela aplicação de TEA, tendo-se verificado resultados semelhantes aos obtidos para os sinais de autofluorescência. Para avaliar o envolvimento dos canais de potássio vi 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 variações de sinais de autofluorescência e de zinco. As medidas de autofluorescência foram efetuadas usando 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 aplicaram-se cinco concentrações, 10 μM, 20 μM, 40 μM, 60 μM e 100 μM mas apenas se verificaram aumentos da intensidade 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 depois da sua remoção a atividade sináptica fica, geralmente potenciada, os sinais recuperam depois da aplicação das concentrações usadas de ácido oleico, sugerindo que ele não altera o estado fisiológico neuronal.
With the increasing incidence of diseases, like Alzheimer’s, Parkinson’s and even depression, there has been increased concern in searching for their causes, the cellular mechanisms involved and for new ways of treatment. Thus, it becomes crucial to study the effect that certain chemical compounds may have in the central nervous system. It is known that these diseases may be associated with excessive neuronal zinc release, being therefore, the aim to study synaptic zinc changes using a fluorescent indicator and also corresponding autofluorescence signals. The studies were performed at the mossy fiber synapses, localized area in CA3 area of the hippocampus, that are very rich in vesicular zinc. The zinc changes were induced by the KCl and TEA compounds that depolarize the cell membrane causing synaptic plasticity and by oleic acid, with the aim of knowing its effect in neuronal activity. Oleic acid is a monounsaturated chemical compound, existing in abundance in olive oil and almonds, that has many nutritional and medicinal benefits being, therefore, used in several applications. However, due to the increasing industrialization in the food sector, namely in the production of olive oil and almond milk, the presence of oleic acid in high concentrations in their effluents may be frequent. Thus, the present work aims to study the impact of this compound in synaptic zinc movements and in autofluorescence signals from flavoproteins existing in the mitochondria. One of the mechanisms triggered by the presence of KCl, that can be found in high amounts in distillery effluents, and by TEA is the induction of long-term potentiation, which is associated with intense zinc release into the synaptic cleft. These two compounds, whose effect on neuronal electrical activity is already known, originated opposite autofluorescence signals, namely an enhancement in the case of KCl and a depression in the presence of TEA, which were partially reversible. The magnitude of the KCl induced potentiation depended on the osmolality of the extracellular medium, being higher for a normal osmolarity. As for the zinc signals, the observed TEA evoked changes were similar to those of the autofluorescence measurements. To assess the involvement of ATP-sensitive potassium channels, which are activated by zinc, in the TEA evoked zinc depression, tolbutamide, a blocker of those channels, was applied. viii In the study of the effect of oleic acid, autofluorescence and zinc changes were analised. The autofluorescence measurements were performed using two concentrations, 20 μM and 40 μM, having a small reversible enhancement been observed for the 40 μM concentration. As for the zinc signals, five concentrations were applied, 10 μM, 20 μM, 40 μM, 60 μM and 100 μM, having increased fluorescence intensities, that were also reversible, been detected only for the 20 μM and 100 μM concentrations. Therefore, it is concluded that, unlike what happens with KCl and TEA, for which synaptic activity is generally potentiated upon their removal, , the signals recover after the applied concentrations of oleic acid, suggesting that it does alter the physiological neuronal state.
URI: http://hdl.handle.net/10316/37916
Rights: embargoedAccess
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