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Type: Dissertação
Title: A importância da interação social para o funcionamento do sistema circadiano de camundongos
Authors: Paola Fernandes
First Advisor: Maristela de Oliveira Poletini
First Co-advisor: Grace Schenatto Pereira Moraes
First Referee: Almir Ribeiro Tavares Júnior
Second Referee: Cleiton Lopes Aguiar
Abstract: O isolamento social induz diversas alterações em humanos e em roedores. Neste último, destacam-se alterações em comportamentos relacionados ao humor. Desordens de humor, como depressão, são acompanhadas por alterações em diversos parâmetros do ritmo circadiano. O núcleo supraquiasmático do hipotálamo (NSQ) direciona os ritmos circadianos, como os ritmos de atividade locomotora espontânea (ALE) e temperatura corporal (Tinterna), que por sua vez são arrastados pelos ciclos de luz e escuridão, o que é crítico para nosso relógio biológico se antecipar a mudanças do ambiente externo e ajustar nosso comportamento e metabolismo. Além da luz, estímulos não-fóticos, tal como a interação social, parece contribuir para a sincronização do relógio biológico. Neste estudo, avaliamos o efeito da perda da interação social sobre comportamentos relacionados ao humor; bem como o seu impacto sobre os eventos de saída do relógio biológico, tais como os ritmos circadianos de ALE e Tinterna; além do seu efeito sobre a plasticidade do sistema circadiano e atividade temporal dos neurônios do NSQ. Camundongos adultos machos C57Bl/6J foram mantidos isolados ou agrupados por 4 semanas em ciclo de luz e escuridão padrão de 12:12h. Um sensor de telemetria foi implantado na cavidade intraperitoneal no 15º dia do protocolo para analisar os ritmos circadianos de ALE e Tinterna. A fim de avaliar se a plasticidade do sistema circadiano é afetada pelo isolamento social, os animais foram submetidos a um protocolo de Jet lag, onde o ciclo de luz foi avançado por 6 horas a partir do 29º ao 35º dia (luzes acesas às 11:00h e apagadas às 23:00h), e a partir do 36º dia ao 42º, o ciclo de luz foi atrasado por 6 horas (luzes acesas às 5:00h a apagadas às 17:00h). Um grupo de animais foi perfundido transcardialmente nos ZT2 e ZT14 do ciclo claro escuro para análise do número de neurônios c-Fos+ no NSQ. Outro conjunto de animais isolados e agrupados foram testados para o comportamento de desamparo, tipo anedônico e tipo ansioso através dos testes de nado forçado, preferência à sacarose, e labirinto em cruz elevado, respectivamente. Os experimentos foram aprovados pelo Comitê de ética da UFMG (nº 12/2015). O protocolo de isolamento social utilizado neste trabalho induziu o comportamento de desamparo, comportamento hedônico de busca à sacarose, mas não comportamento tipo-ansioso. Um prejuízo significante no ganho de peso ao longo do período de isolamento também foi observado no grupo isolado. Além disso, o isolamento social induziu uma diminuição da ALE total tanto na fase de luz quanto na fase de escuridão, bem como um aumento na amplitude do ritmo de Tinterna. Apesar de não terem sido observadas alterações no horário de início, pico e fim de ALE, o isolamento social causou um avanço no horário de início, bem como um atraso no fim do ritmo de Tinterna. Estes resultados sugerem que o isolamento social provoca um desacoplamento dos ritmos de ALE e Tinterna. Em acordo com esses resultados, a atividade temporal dos neurônios do relógio central foi abolida pelo isolamento. Ademais, o isolamento social parece prejudicar a resposta de foto-arrasatmento, visto que os animais isolados apresentaram um arraste mais rápido do seu início de ALE em relação aos animais agrupados. Estes resultados indicam que a perda da interação social provoca perturbações no relógio biológico, afetando os ritmos circadianos de ALE e Tinterna e mecanismos de foto-arrastamento, possivelmente através de perturbações na função do núcleo supraquiasmático, podendo contribuir para a causa de alterações relacionadas ao humor.
Abstract: Social isolation induces several changes in humans and rodents. In the latter, changes in mood-related behaviors are highlighted. Mood disorders, such as depression, are accompanied by changes in various circadian rhythm parameters. The suprachiasmatic nucleus of the hypothalamus (SCN) directs the circadian rhythms, such as the rhythms of spontaneous locomotor activity (SLA) and core body temperature (Tcore), which in turn are entrained by cycles of light and darkness, which is critical for our clock to anticipate, internally, the changes in the external environment in order to adjust our behavior and metabolism. In addition to light, non-photic stimuli, such as social interaction, seem to contribute to the synchronization of the biological clock. In this study, we evaluated the impact of loss of social interaction on mood-related behaviors; as well as on the circadian rhythms of SLA and Tcore, plasticity of the circadian system, and neuronal activity of NSQ. Male C57BL / 6J male mice were kept isolated or grouped for 4 weeks in light:dark cycles of 12:12 h. A telemetry sensor was implanted in the intraperitoneal cavity on the 15th day of the protocol to analyze the circadian rhythms of SLA and Tcore. In order to evaluate whether the photo-entrainment response is affected by isolation, the animals were subjected to a jetlag protocol, where the light phase was advanced for 6 h from the 29th to the 35th day (lights on at 11:00 a.m. and lights off at 11:00 p.m.), and from the 36th day to the 42th, the light phase was delayed by 6 h (lights on at 5:00 a.m. and lights off at 5:00 p.m.). One group of animals under light:dark cycles of 12:12 h was transcardially perfused on ZT2 and ZT14 for analysis of c-Fos expression in the SCN. Another set of isolated and grouped animals were tested for the behavioral despair, anhedonic like behavior and anxious like behavior through forced swimming tests, sucrose preference test, and elevated plus maze, respectively. The experiments were approved by UFMG Ethics Committee (nº 12/2015). The social isolation protocol used in this study induced behavioral despair and hedonic seeking behavior to sucrose, but not anxiety-like behavior. A significant loss in body weight gain was also observed in the isolated group along with social isolation period. In addition, social isolation induced a decrease in total SLA both in the light and dark phase, as well as an increase in the amplitude of the Tcore rhythm. Although there were no changes in the onset, offset and acrophase of SLA, social isolation caused an advance in the Tcore onset, as well as a delay in the offset of the Tcore rhythm. Thus, social isolation causes an uncoupling of the SLA and Tcore rhythms. In agreement with these results, the temporal activity of SCN neurons was lost after isolation. In addition, socials isolation seems to impair the photo-entrainment responses, since the isolated animals showed a faster entrainment of their SLA onset compared to grouped animals. These results indicate that loss of social interaction causes disturbances in the SLA and Tcore circadian rhyhtms and affects the photo-entrainment mechanisms through disturbances in the central clock function, what may cause mood-related changes.
Subject: Ritmo circadiano
Relações interpessoais
Isolamento social
Núcleo supraquiasmático
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAS
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas - Fisiologia e Farmacologia
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/35640
Issue Date: 19-Sep-2017
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