Estudo da arquitetura do sono, da sinalização de cálcio e apoptose na formação hipocampal de ratos adultos e senescentes submetidos à restrição crônica de sono

Estudo da arquitetura do sono, da sinalização de cálcio e apoptose na formação hipocampal de ratos adultos e senescentes submetidos à restrição crônica de sono

Título alternativo Effects of age and chronic sleep restriction in the calcium signaling and cell death in the hippocampal formation
Autor Souza, Luciane de Autor UNIFESP Google Scholar
Orientador Tufik, Sergio Autor UNIFESP Google Scholar
Instituição Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Resumo Aging leads to a progressive decrease in physiological capacity and increased vulnerability to respond to environmental stresses. Organic and functional alterations are frequently observed in advanced age. Memory impairment observed in this period is increased due to age-associated neurodegenerative diseases. Sleep disorders are also frequently observed in the elderly that have fragmented and less restorative sleep. The association of sleep loss and cognition impairment has been observed in human and animal model studies. Intracellular mechanisms have been studied to help elucidate age-associated alterations and the reason for high vulnerability related to stress conditions. The aim of this study was to evaluate the effect of age and chronic sleep restriction in the sleep parameters and cellular signaling, being composed by two parts: Part I - To evaluate the sleep pattern alterations in aged animals during a chronic sleep restriction protocol. Part II - To evaluate the effect of chronic sleep restriction in calcium signaling and cell death in the hippocampal formation of young and aged animals. The electrocortigram analysis showed that the aged animals had impairment in sleep recovery during the extended sleep restriction protocol. Aging also induced calcium signaling alterations in the hippocampal formation, since the aged animals had decreased response after glutamate stimulation and protonophore FCCP addition, that to release Ca2+ from mitochondria. The citosolic calcium increase was smaller than young animals. In the other side, the calcium release from thapsigargin-sensitive stores (as endoplasmic reticulum) did not suffer alteration in any of the groups. Chronic sleep restriction induced increase in the citosolic and mitochondrial calcium in the aged animals, without alterations in the endoplasmic reticular calcium. The increase in apoptotic nuclei was observed only in aged rats of both groups. However, there was more variability in the quantity of apoptotic nuclei in the sleep restricted group. Expression of Bcl-2 protein did not suffer alteration with aging in any of the groups. However, the expression in this protein was reduced in hypothalamus of aged rats. Our study indicated that aging promotes alterations in calcium homeostasis. Besides that, the aged-impairment observed in calcium signaling may be changed by chronic sleep restriction. These aged-alterations in calcium homeostasis may increase the cellular vulnerability and contribute to more stress and cell death. Our data indicate that calcium homeostasis imbalance induced by aging and sleep restriction may contribute to calcium signaling dysfunctions and/or cell death induction.

O envelhecimento é acompanhado de uma diminuição progressiva na capacidade fisiológica, o que torna o organismo mais sensível a eventos estressores. Alterações orgânicas e funcionais são observadas com o avanço da idade. O prejuízo da memória observado nessa fase da vida é agravado pelas doenças neurodegenerativas associadas ao envelhecimento. Distúrbios de sono também são freqüentes em idosos, que têm um sono mais fragmentado e menos reparador. A associação entre a perda de sono e prejuízos cognitivos tem sido observada em estudos com humanos e em modelos animais. Mecanismos intracelulares têm sido investigados buscando uma compreensão exata das causas das alterações observadas com o envelhecimento e de sua maior susceptibilidade a eventos estressores. O objetivo principal deste estudo foi avaliar os efeitos do avanço da idade e da restrição crônica de sono em parâmetros de sono e de sinalização celular e foi composto de duas partes: Parte I - Avaliar as alterações no padrão de sono de animais senescentes durante uma condição crônica de restrição de sono. Parte II – Avaliar os efeitos da restrição crônica de sono na sinalização de cálcio e morte celular na formação hipocampal de animais jovens e senescentes. A análise do registro eletrocorticográfico mostrou que animais senescentes têm uma capacidade reduzida na recuperação do sono durante um protocolo estendido de restrição de sono. O envelhecimento também promoveu alterações na sinalização celular na formação hipocampal, pois animais senescentes apresentaram uma resposta diminuída à estimulação glutamatérgica e ao protonóforo, FCCP, que libera cálcio mitocondrial. O aumento de Ca2+ citosólico foi menor nesses animais quando comparados aos animais jovens. Por outro lado, a medida indireta do Ca2+ de estoques sensíveis à tapsigargina (tal como o retículo endoplasmático), não sofreu variação em nenhum dos grupos pesquisados. A restrição crônica de sono promoveu aumento tanto no conteúdo de Ca2+ citosólico quanto no conteúdo de Ca2+ mitocondrial de animais senescentes, sem alteração na medida indireta de Ca2+ reticular. Houve um aumento de núcleos apoptóticos somente em animais senescentes, de ambos os grupos (restritos ou não de sono). No entanto a restrição de sono promoveu um aumento na variabilidade, com alguns animais apresentando mais núcleos apoptóticos do que os que não foram restritos de sono. Não foram observadas alterações na expressão da proteína Bcl-2 no hipocampo de nenhum dos grupos pesquisados. No entanto, houve uma diminuição na expressão da proteína no hipotálamo de animais senescentes. Nossos resultados indicam que o envelhecimento além de promover alterações na homeostase do cálcio torna o organismo mais susceptível a condições adversas (restrição de sono). As alterações observadas na sinalização de cálcio com o envelhecimento, especialmente durante a estimulação glutamatérgica e com o FCCP, foram modificadas pela restrição crônica de sono. Essas alterações na homeostase de cálcio observadas com o envelhecimento podem levar a um aumento da vulnerabilidade celular que por sua vez contribui para um maior estresse e morte celular. Em conjunto os resultados indicam que o envelhecimento e a restrição de sono podem ocasionar desequilíbrios na homeostase do cálcio intracelular contribuindo para alterações em sua sinalização e/ou na indução de morte celular.
Palavra-chave restrição de sono
ratos senescentes
cálcio
morte celular
hipocampo
Privação do sono
Ratos
Sleep Deprivation
Calcium
Cell Death
Hippocampus
Rats
Idioma Português
Data de publicação 2010-02-24
Publicado em SOUZA, Luciane de. Estudo da arquitetura do sono, da sinalização de cálcio e apoptose na formação hipocampal de ratos adultos e senescentes submetidos à restrição crônica de sono. 2010. Tese (Doutorado) - Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São Paulo, 2010.
Publicador Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Extensão 150 p.
Direito de acesso Acesso restrito
Tipo Tese de doutorado
Endereço permanente http://repositorio.unifesp.br/handle/11600/9516

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