UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE BIOCIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE FISIOLOGIA
PÓS-GRADUAÇÃO EM PSICOBIOLOGIA
ALINE LIMA DIERSCHNABEL
O TRATAMENTO COM A FLUOXETINA (MAS NÃO COM OUTROS FÁRMACOS
ANTIDEPRESSIVO E ANSIOLÍTICOS) REVERTE O DÉFICIT DE MEMÓRIA
AVERSIVA CAUSADO POR ESTRESSE AGUDO DE CONTENÇÃO EM
CAMUNDONGOS
NATAL-RN
2014
ALINE LIMA DIERSCHNABEL
O TRATAMENTO COM A FLUOXETINA (MAS NÃO COM OUTROS FÁRMACOS
ANTIDEPRESSIVO E ANSIOLÍTICOS) REVERTE O DÉFICIT DE MEMÓRIA
AVERSIVA CAUSADO POR ESTRESSE AGUDO DE CONTENÇÃO EM
CAMUNDONGOS
Dissertação apresentada ao Programa de Pósgraduação em Psicobiologia da Universidade
Federal do Rio Grande do Norte, como requisito
para obtenção do título de Mestre em
Psicobiologia (Área Fisiológica).
Orientadora: Profª Drª Alessandra Mussi Ribeiro
Co-orientadora: Profª Drª Regina Helena da Silva
NATAL-RN
2014
“É preciso força pra sonhar e perceber que
a estrada vai além do que se vê!”
(Los Hermanos)
Dedicatória:
A voinho, voinha, mainha e painho, por nunca
terem desistido de mim.
Agradecimentos:
Esse é o momento que a gente olha pra trás e pensa: deu tudo certo,
valeu a pena. Parece que foi ontem que estava de mãos dadas com minha mãe
esperando sair a lista dos aprovados do vestibular, e agora, olha só, lá se vai uma
bióloga se tornar mestre. Sem dúvida a caminhada foi dura, foi sofrida, mas ao
mesmo tempo tão alegre, tão feliz e satisfatória. Ao final desse pequeno degrau que
subo, tenho certeza que sorri mais que chorei. Tenho certeza que minhas mãos
nunca ficaram sozinhas, pois nos diversos momentos que atravessei, sempre fui
acompanhada de pessoas a quem dedico essa conquista.
A toda espiritualidade amiga, que sempre me deu a mão nos momentos
mais difíceis, sempre me colocou no eixo e sempre me fez ter a certeza que religião
e ciência não precisam se contradizer e que podem sim se somar;
Aos meus avós, Ismael e Esmeralda, que não apenas me deram as
mãos, mas sim, me colocaram no colo desde que nasci. Por todo o esforço,
sacrifício, carinho e amor. Por lapidarem meu caráter e serem exemplos de seres
humanos;
Aos meus pais, Andréa e Sidnei, que sempre me puxam pela mão quando
eu esboço fraquejar. Por serem as pessoas que mais acreditam em mim e na minha
capacidade, muitas vezes mais que eu mesma;
Aos meus irmãos, Ítalo e Bruna, por me ensinarem que também
precisamos oferecer nossas mãos;
À minha querida orientadora, Alessandra Mussi Ribeiro, minha eterna
mãe na ciência, por ter segurado minha mão e me guiado nos primeiros passos na
ciência, me mostrando sempre o melhor caminho a seguir nesse encantador mundo.
Por junto com minha co-orientadora e tia na ciência, Regina Helena da Silva, terem
aberto as portas do LEME e terem me mostrado a verdadeira conduta e caráter que
um cientista precisa ter;
Aos meus amigos Ezequiel, Valciclênio e Victor, pelas tarde de mãos
dadas que passamos compartilhando nossos sonhos e medos. Por todas as risadas,
conselhos, puxões de orelhas e muito amor. Obrigada por tornarem meus dias mais
leves;
À família LEME, os que ainda estão aqui e os que já passaram, pela mão
amiga dentro e fora do laboratório. Fazer ciência com vocês sempre será um dos
grandes prazeres da minha vida;
Aos camundongos, por terem morrido em minhas mãos em nome da
ciência;
Aos que largaram minhas mãos pelo caminho. Obrigada por terem me
ensinado a perder e a levantar depois de cada perda;
Ao PPG em Psicobiologia e a CAPES pelo apoio financeiro.
Termino aqui a primeira parte da minha caminhada na pós-graduação
com a certeza de que cresci e venci. Que venha o doutorado!
Resumo
O fisiologista H. Selye definiu estresse como a resposta não específica do
organismo a quaisquer fatores que coloquem em risco a homeostase (equilíbrio do
meio interno) do indivíduo. Esses fatores, os agentes estressores, são capazes de
ativar o eixo Hipotálamo-Hipófise-Adrenal (HPA), resultando assim na resposta
fisiológica ao estresse pela liberação de glicocorticoides que leva à modificações
psicofisiológicas, entre elas, efeitos sobre as funções cognitivas, como na
aprendizagem e na memória. Quando esse eixo é agudamente estimulado, ocorre
um repertório de mudanças comportamentais e fisiológicas que podem ser
adaptativas ao indivíduo. Por outro lado, quando o eixo HPA é cronicamente
estimulado, as modificações podem favorecer o desenvolvimento de patologias,
como os transtornos de ansiedade. Alguns fármacos utilizados na clínica para o
tratamento de transtornos de ansiedade podem exercer efeitos sobre funções
cognitivas, sobre o eixo HPA e sobre a ansiedade. Neste contexto, o objetivo de
nosso estudo foi verificar os efeitos da administração i.p. aguda de quatro fármacos,
o diazepam (DZP, 2 mg/Kg), a buspirona (BUS, 3 mg/Kg), a mirtazapina (MIR, 10
mg/Kg) e a fluoxetina (FLU, 10 mg/Kg) em camundongos machos submetidos ao
estresse agudo por contenção, utilizando a tarefa de esquiva discriminativa em
labirinto em cruz elevado, que avalia simultaneamente parâmetros de aprendizagem,
memória e ansiedade. Nossos resultados demonstraram que (1) a administração do
DZP e da BUS, mas não da FLU, promoveu efeitos ansiolíticos nos animais; (2) a
MIR causou efeito sedativo aos animais; (3) durante a sessão de treino, os animais
tratados com BUS, MIR e FLU aprenderam a tarefa, por outro lado o grupo DZP
demonstrou prejuízo na aprendizagem; (4) na sessão teste, animais tratados com
DZP, BUS, e MIR mostraram déficit na discriminação entre os braços fechados,
aversivo versus não aversivo, demonstrando um prejuízo na memória, entretanto,
animais que receberam FLU não mostraram interferência na evocação dessa
memória; (5) o estresse agudo não interfere na atividade locomotora, na ansiedade,
nem na aprendizagem da tarefa, mas induz prejuízo na evocação da memória,
sendo este prejuízo revertido apenas para o grupo tratado como FLU. Esses
resultados sugerem que a administração aguda de fármacos com atividade
ansiolítica e antidepressiva não interferem no processo de aprendizagem desta
tarefa aversiva, mas prejudicam sua evocação, assim como o estresse agudo de
contenção. Contudo, o antidepressivo fluoxetina foi capaz de reverter o déficit de
memória promovido pelo estresse agudo, o que pode sugerir que a modulação,
mesmo que agudamente da neurotransmissão serotoninérgica, por inibidores
seletivos da recaptação desse neurotransmissor, interfere no processo de evocação
de uma memória aversiva.
Palavras-chave: Memória Aversiva, Aprendizagem, Ansiolítico, Antidepressivo,
Estresse Agudo de Contenção, Camundongo.
Abstract
The physiologist H. Selye defined stress as the nonspecific response of the body to
any factors that endanger homeostasis (balance of internal environment) of the
individual. These factors, agents’ stressors, are able to activate the HypothalamicPituitary-Adrenal (HPA) axis, thus resulting in the physiological responses to stress
by the release of glucocorticoids that leads to psychophysiological changes, including
effects on cognitive functions such as learning and memory. When this axis is acutely
stimulated occurs a repertoire of behavioral and physiological changes can be
adaptive to the individual. Notwithstanding, when the HPA axis is chronically
stimulated, changes may favor the development of, such as anxiety disorders. Some
drugs used in the clinic for the treatment of anxiety disorders these can exert effects
on cognitive function, on the HPA axis and on the anxiety. In this context, the aim of
our study was to investigate the effects of administration i.p. acute of diazepam
(DZP, 2 mg/kg), buspirone (BUS, 3 mg/kg), mirtazapine (MIR, 10 mg/kg) and
fluoxetine (FLU, 10 mg/kg) in male mice submitted to acute restraint stress, and
evaluated using plus-maze discriminative avoidance task (PMDAT), which
simultaneously evaluates parameters such as learning, memory and anxiety. Our
results demonstrated that (1) the administration of DZP and BUS, but not FLU,
promoted anxiolytic effects in animals; (2) administration mirtazapine caused
sedative effect to animals; (3) in the training session, the animals treated with BUS,
MIR and FLU learned the task, on the other hand DZP group showed impairment in
learning; (4) in the test session, animals treated with DZP, BUS, and MIR showed
deficits in relation to discrimination between the enclosed arms, aversive versus nonaversive arm, demonstrating an impairment in memory, however, animals treated
with FLU showed no interference in the retrieval of this memory; (5) acute stress did
not interfere in locomotor activity, anxiety, or learning on the learning task, but
induced impairment in retrieval memory, and the group treated with FLU did not
demonstrated this deficit of memory . These results suggest that acute administration
of drugs with anxiolytic and antidepressant activity does not interfere with the
learning process this aversive task, but impair its retrieval, as well as the acute
restraint stress. However, the antidepressant fluoxetine was able to reverse memory
deficits promoted by acute stress, which may suggest that modulation, even acutely
serotonergic neurotransmission, by selectively inhibiting the reuptake of this
neurotransmitter, interferes on the process of retrieval of an aversive memory.
Key words: Aversive memory, Learning, Anxiolytic, Antidepressant, Acute restraint
stress, Mice.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ……………………………………………………………………...
10
1.1. Estresse .................................................................................................. 10
1.2. Ansiedade ............................................................................................... 13
1.3. Aprendizagem e Memória ......................................................................
16
1.4. Estresse, Ansiedade e Memória ............................................................. 18
1.5. Principais fármacos utilizados no tratamento dos Transtornos de
Ansiedade.......................................................................................................
19
2. OBJETIVOS .....................................................................................................
27
2.1. Geral .......................................................................................................
27
2.2. Específicos .............................................................................................
27
3. ARTIGO CIÊNTÍFICO.......................................................................................
28
4. CONCLUSÃO GERAL ...................................................................................... 59
5. PERSPECTIVAS ..............................................................................................
60
6. REFERÊNCIAS GERAIS .................................................................................
61
7. ANEXO..............................................................................................................
70
1. INTRODUÇÃO
1.1. Estresse
Charles Darwin foi pioneiro no entendimento de que populações de
animais são formadas por indivíduos que diferem entre si em suas qualidades e
limitações, nas quais os mais adaptados ao ambiente em que vivem terão
vantagem de sobrevivência sobre os demais, permitindo sucesso reprodutivo e
passagem de seus traços genéticos para gerações subsequentes. Nessa linha
de pensamento que envolve a seleção natural, torna-se claro que diferentes
características selecionadas nos indivíduos proporcionam a utilização de
diferentes estratégias, baseadas em respostas ambientais e comportamentais,
para melhor lidar com diversas situações, e entre estas, as que culminam em
estresse (Korte et al., 2005).
As primeiras contribuições para definição do termo “estresse”
surgiram na civilização grega, onde os filósofos expressavam pensamentos
sobre um equilíbrio ou harmonia como condição necessária para a vida dos
organismos, e que, a falta desse aspecto, resultaria em doenças. Em 1859,
Claude Bernard, foi o primeiro a explicar formalmente que o meio interno dos
organismos não é apenas um veículo para a distribuição de nutrientes ou
outras substâncias através do corpo, mas sim, um meio que, em constante
comunicação com o meio externo, ameniza as mudanças bioquímicas,
fornecendo pontos de ajustes e favorecendo um estado estacionário. Mais
tarde, Walter Bradford Cannon (1932) sugeriu o termo “homeostase” como
sendo o processo que mantinha os estados fisiológicos estáveis no organismo.
A homeostase seria mantida por pontos de ajustes em níveis locais que
quando falhos, favoreciam ao aparecimento de patologias. Cannon ainda
incluiu na literatura o termo “luta e fuga” para a resposta dos animais às
ameaças ambientais, com participação do sistema nervoso simpático, sistema
esse que garantiria as condições homeostáticas internas (Moal, 2007; Fink,
2009).
Em 1936, Hans Hugo Bruno Selye, considerado o “pai do estresse”,
baseado em observações clínicas, verificou que os pacientes com diferentes
doenças
apresentavam
muitos
sintomas
inespecíficos
semelhantes.
10
Juntamente a uma série de experimentos em ratos, Selye descreveu a
Síndrome de Adaptação Geral (SAG), a qual foi dividida em três fases: uma
fase de alarme, na qual a adaptação a um determinado estímulo nocivo ainda
não foi adquirida e onde se caracteriza a resposta de “luta e fuga”; uma fase de
adaptação, na qual a adaptação a esse mesmo estímulo é ideal; e uma fase de
exaustão, na qual se perde essa adaptação (Selye, 1936). Desta forma, o
termo “estresse” foi então definido por Selye (1976) como sendo uma resposta
não específica do organismo a quaisquer fatores, somático ou mental, que
coloquem em risco a homeostase do indivíduo. Esse mesmo pesquisador foi o
primeiro a reconhecer que a estabilidade dos sistemas do corpo frente ao
estresse não poderia ser assegurada apenas pela homeostase, e formulou o
termo heterostasia para o processo pelo qual um novo estado de equilíbrio do
meio interno é alcançado por mecanismos adaptativos (Fink, 2009).
Os fatores que perturbam a homeostase de humanos e animais não
humanos, os agentes estressores, por muito tempo foram comumente
classificados: (1) quanto a sua alta ou baixa intensidade; (2) quanto à sua
duração, podendo ser agudos (quando o estímulo é dado de forma única) ou
crônicos (quando o estímulo é contínuo ou por um longo período) e (3) quanto
à sua característica, podendo ser físicos (vibrações mecânicas, altas ou baixas
temperaturas,
insulina),
químicos
(como
administração
de
veneno),
psicofisiológicos (como conflito, medo e frustração, por exemplo) e sociais
(derrota social, separação maternal, entre outros) (Pacak & McCarty, 2007).
Entretanto, por não ser possível uma distinção precisa entre as características
desses agentes [por exemplo, o estresse de contenção que foi considerado por
Van de Kar e Blair, (1999) como um estressor misto por ter características
físicas com forte componente psicofisiológico], a classificação dos estressores
se resume quanto a sua percepção psicofisiológica, podendo ser físicos ou
psicossociais (Koolhaas et al., 2011). Independente da categorização, a
exposição
a
esses
estressores
proporciona
a
resposta
fisiológica
desencadeada pelo estresse que é mediada principalmente pelo o sistema
nervoso autônomo (SNA) e pelo eixo Hipotálamo-Hipófise-Adrenal (HPA).
Frente à exposição de um estressor, o SNA constitui a resposta
fisiológica mais imediata com rápidas alterações de órgãos alvos que são
11
inervados pelas porções simpática e parassimpática desse sistema. A porção
simpática estimula a liberação de catecolaminas - adrenalina, principalmente
em situações inescapáveis, e noradrenalina, principalmente em situação de
atividade física, na medula da glândula adrenal; enquanto a porção
parassimpática diminui essa excitação, resultando em uma resposta de curta
duração (Ulrich‑La & Herman, 2009; Koolhaas et al., 2011).
A ativação do eixo HPA tem início com a estimulação dos neurônios
do núcleo paraventricular do hipotálamo (PVN), resultando na secreção de
hormônio liberador de corticotropina (corticotropin-releasing hormone - CRH) e
vasopressiva (AVP). A hipófise é então estimulada na sua porção anterior a
liberar o hormônio adrenocorticotrópico (adrenocorticotropic hormone - ACTH),
o qual, por sua vez, estimula a secreção de hormônios esteroides
(glicocorticóides) no córtex da glândula adrenal (Sapolsky, 2002), regulando o
eixo HPA por meio de feedback negativo. A liberação de glicocorticoides, além
de mediar mudanças na resposta ao estresse, é essencial para a resposta
adaptativa do organismo, pois gera uma mobilização de substratos necessários
para o enfrentamento aos agentes estressores (Sapolsky, 2002; Aguilera,
2011), como a regulação, armazenamento e mobilização de energia através do
metabolismo da glicose e alteram a excitabilidade de células nervosas,
exercendo exercerem efeito nas funções cognitivas (Lupien & McEwen, 1997).
A ação dos glicocorticóides se dá através da sua ligação a dois tipos
de receptores específicos amplamente distribuídos em todas as estruturas do
sistema
nervoso
central
(Lupien
&
McEwen,
1997):
o
receptor
de
mineralocorticoide (MR), ou tipo I, o qual possui alta afinidade para
corticosterona e aldosterona e são parcialmente ocupados com concentrações
basais de corticosteroides plasmáticos e totalmente ocupados em altas
concentrações destes; e o receptor de glicocorticoide (GR), ou tipo II, o qual
possui uma menor afinidade para corticosterona e uma afinidade menor ainda
para aldosterona e são apenas ocupados com altas concentrações de
corticosteroides plasmáticos (Pavlides et al., 1995).
Enquanto esse eixo é ativado agudamente, seja por aumento de
vigilância, medo ou ansiedade em um ambiente que oferece uma ameaça, as
12
modificações fisiológicas são adaptativas, preparando o organismo para agir de
forma rápida e eficiente. Entretanto, se ao cessar a ameaça e o estado
comportamental persistir, juntamente à alteração nos circuitos neuronais,
ativando esse eixo de forma crônica, as modificações fisiológicas podem ser
prejudiciais, resultando em fadiga, miopatias, hipertensão, imunossupressão,
infertilidade, desordens gastrointestinais, possibilitando alterações cognitivas e
comportamentais negativas, além de favorecer o aparecimento de estados
patológicos como, por exemplo, os transtornos de ansiedade (Chrousos, 1998;
McEwen, 2000; 2012).
1.2. Ansiedade
Ansiedade pode ser definida como o estado emocional desagradável
para o indivíduo envolvendo espera por uma ameaça aversiva não real, com
desconforto somático como taquicardia, sudorese e tremores, juntamente a
relatos de angústia, apreensão e medo. Sob o ponto de vista biológico, a
ansiedade teria raízes nas estratégias de defesa dos mamíferos com grande
valor adaptativo e seria desencadeada por situações onde o perigo é apenas
potencial, vago e obscuro. Entretanto, em humanos, quando os sintomas acima
mencionados impedem a realização de atividades rotineiras, envolvem grau de
sofrimento ou ainda são recorrentes durante tempo considerável do dia, há a
caracterização clínica dos Transtornos de Ansiedade (Blanchard et al., 1990;
Graeff, 2005; Banaco & Zamignani, 2004).
Segundo o Manual de Diagnóstico e Estatística de Transtornos
Mentais – DSM V (APA, 2013), são tipos de transtornos de ansiedade:
transtorno de ansiedade de separação que caracteriza-se pela experimentação
de ansiedade excessiva em função do afastamento de casa ou de figuras de
vinculação; transtorno de pânico que caracteriza-se por episódios de medo
intenso; agorafobia que caracteriza-se por uma perturbação antecipatória de
mal-estar; fobia específica que caracteriza-se pelo medo persistente a um
determinado objeto ou circunstância; transtorno de ansiedade social (fobia
social) que caracteriza-se pela vivência exagerada e persistente de ansiedade
pela exposição a pessoas estranhas ou a possível zombaria de terceiros;
13
transtorno de ansiedade generalizada que caracteriza-se pela presença de
preocupações excessivas e incontroláveis sobre diferentes aspectos da vida;
transtorno de ansiedade induzido por substância que caracteriza-se pela
ansiedade decorrente de efeitos fisiológicos de uma substância; transtorno de
ansiedade associado a outra condição médica que caracteriza-se pela
consequência fisiológica direta de uma condição médica geral e transtorno de
ansiedade sem outra especificação que engloba transtornos com ansiedade
proeminente ou esquiva fóbica que não satisfazem os critérios para qualquer
transtorno de ansiedade específico.
Os diferentes tipos de transtornos de ansiedade são bastante
recorrentes na população mundial. Lepine (2002) descreve que nos Estados
Unidos, um em cada quatro indivíduos relata ocorrência de pelo menos um
episódio de algum transtorno de ansiedade durante a vida. No Brasil, ainda são
poucos os dados epidemiológicos acerca do assunto, no entanto, Almeida-Filho
e colaboradores (1997), em um estudo na região metropolitana das cidades de
São Paulo, Brasília e Porto Alegre, relataram a prevalência de transtornos de
ansiedade em 6,9%, 12,1% e 5,4% dos indivíduos, respectivamente.
Entretanto, estudo recente aponta um aumento da ocorrência desses
transtornos. Na região metropolitana de São Paulo, por exemplo, cerca de 20%
da população sofre de algum tipo de transtorno de ansiedade, sendo
correlacionado com o rápido crescimento da cidade e o aumento da violência,
trazendo fortes sentimentos de insegurança aos indivíduos (Andrade et al.,
2012). Cada transtorno de ansiedade possui suas peculiaridades, mas todos
estão ligados ao medo exacerbado, perda de controle, nervosismo e
pensamentos negativos (Brody et al., 2006).
O processamento emocional, sobretudo os relacionados ao medo e
ansiedade, envolve áreas encefálicas do sistema límbico, sendo a amígdala a
estrutura responsável pelo início da adequada resposta comportamental aos
estímulos externos emocionais (Martin et al., 2010). O aumento da atividade
em regiões de processamento da emoção no cérebro de pacientes que têm
algum tipo de transtorno de ansiedade pode ser um possível resultado: (1) da
diminuição da sinalização inibitória pelo ácido gama-amino-butírico (GABA); (2)
aumento da neurotransmissão excitatória pelo glutamato, (3) aumento ou
14
diminuição da ação monoaminérgica, responsável por exercer regulação sobre
o funcionamento emocional, já que as monoaminas se relacionam com quase
todas as estruturas límbicas e (4) hiperatividade ou hipoatividade regulatória do
eixo HPA (Yehuda, 2002; Graeff, 2005; Teixeira et. al., 2000; Martin et al.,
2010). Desta forma, estresse e medo, sem desconsiderar fatores individuais
como predisposições genéticas, contribuem para a ocorrência de desequilíbrios
neuroquímico e neuroendócrino, que podem levar ao desenvolvimento dos
transtornos de ansiedade, comprometendo os indivíduos (Harvey & Shahid,
2012).
Neste contexto, apesar de certas manifestações associadas à
ansiedade serem exclusivamente humanas, componentes básicos dessa
condição, principalmente somáticos e autonômicos, podem ser investigados em
estudos com animais em laboratório, representando um bom modelo para
investigação
da
neurobiologia
da
ansiedade.
Um
dos
modelos
comportamentais mais usados para esse fim é o labirinto em cruz elevado
(Elevated Plus- Maze - EPM), padronizado tanto para rato (Pellow et al., 1985)
quanto para camundongo (Lister, 1987). No EPM, os animais exploram
livremente dois braços abertos e dois braços fechados. A passagem pelos
braços abertos e o tempo de permanência nestes, está relacionada com
comportamentos de ansiedade, já que a administração de fármacos ansiolíticos
aumenta a exploração nesse braço e a administração de fármacos
ansiogênicos diminui essa exploração pelos animais. Medidas etológicas
também são avaliadas nesse aparato, incluindo uma variedade de ações
específicas que revelam mensurações adicionais da ansiedade como, por
exemplo, a avaliação de risco (risk assessment), usada pelos animais para
obter informações sobre o ambiente em que se encontram e para tomada de
decisão (Pellow, 1985; Lister, 1987; Hogg, 1996). Posteriormente, o Labirinto
em Cruz elevado modificado (Plus-Maze Discriminative Avoidance Task –
PMDAT), apresentando em um dos braços fechados um estímulo aversivo
composto por uma luz e um som (braço aversivo) acionados todas as vezes
que o animal entra nesse braço, possibilitando a mensuração também de
medidas de aprendizagem e memória (Silva e Frussa-Filho, 2000).
15
1.3. Aprendizagem e Memória
A aprendizagem é o processo pelo qual novas informações podem
ser armazenadas como traços de memórias recuperáveis, através de uma
mudança na excitabilidade dos circuitos neurais, reforçando as sinapses já
existentes ou formando novas, contribuindo para um maior e mais complexo
arranjo comportamental (Schmidt, 1995).
Já a memória, é um processo medido através de mudanças
comportamentais algum tempo após a aprendizagem. É um atributo
multifacetado de todos os animais e pode ser encontrada tanto em organismos
mais simples quanto em espécies de animais filogeneticamente mais
complexos. Pode ser definida como a capacidade do indivíduo em receber,
reter e evocar informações, envolvendo todos os tipos de atividades
comportamental ou fisiológicas relacionadas à vida desse indivíduo como a
reprodução, a busca por alimentos, reconhecimento de predador, homeostase,
imunidade, entre outros (Kometiani et al., 1982; Brenner et al., 2006;
Markowitsch & Staniloiu, 2011).
Diversos são os sistemas de classificação de memória. Por exemplo,
em relação ao tempo de retenção, as memórias que podem ser recordadas por
até poucos minutos são classificadas como de curto-prazo, enquanto as que
podem ser recordadas por horas e até anos são classificadas como de longo
prazo (Squire & Zola, 1996; Eichenbaum, 2000; Tulving, 2001 e 2002). A
memória de longo prazo pode ser dividida em relação à dependência ou não de
evocação
consciente,
consistindo
em
memórias
declarativas
e
não
declarativas, respectivamente (Squire & Zola, 1996). No entanto, estudos
envolvendo o hipocampo, estrutura que medeia à aprendizagem e a formação
de novas memórias declarativas, demonstram que novas memórias podem ser
formadas independentes da consciência do indivíduo (Henke et al., 2003a e
2003b; Degonda et
al., 2005). Desta forma, diferentes modelos para a
classificação de memórias estão sendo propostos, como por exemplo, baseado
na operação de processamento envolvida (Henke, 2010).
Vários estudos propõem um processo de evolução da memória ao
longo de milhões de anos, apontando para sistemas de processamentos e
16
armazenamento de informações diferentes para as espécies (Kometiani et al.,
1982; Markowitsch & Staniloiu, 2011). Para os mamíferos, uma das teorias
seria o sistema de memória em paralelo, lidando com três hipóteses de
sistemas neurais. Cada sistema possui uma estrutura central (hipocampo,
estriado dorsal ou amígdala) e as conexões aferentes e eferentes dessas
estruturas, as quais recebem as mesmas informações, diferindo, porém no seu
processamento e armazenamento. Entretanto, esses sistemas interagem entre
si e influenciam diretamente uns aos outros. A interação pode ser cooperativa,
quando resulta em um mesmo comportamento, ou competitiva, quando resulta
em comportamentos diferentes (White & McDonald, 2002).
Apesar de várias áreas cerebrais estarem envolvidas com o
processamento de vários tipos de memórias, o hipocampo tem um papel
fundamental na formação de memória declarativa, pois mudanças na eficiência
sináptica nessa região permite um fortalecimento na comunicação entre
neurônios alcançada através da potenciação de longa duração (Long-term
potentiation – LTP), demonstrada pelos pesquisadores Bliss e Lomo (1973). O
processo de LTP consiste na estimulação de um axônio pré-sináptico produzir
um aumento na magnitude da resposta de um neurônio pós-sináptico, através
da excitação glutamatérgica de receptores NMDA, com manutenção duradoura
dessa estimulação. Esse aumento pode durar algumas horas, vários dias ou
mesmo meses e contribui para a plasticidade sináptica, ou seja, a capacidade
das sinapses químicas se tornarem estáveis e serem facilitadas, ocorrendo
sincronia entre os neurônios, mas podendo ser reguladas (Lynch, 2004).
A memória é considerada um processo com vários estágios. O
primeiro é a aquisição, nesse período a atenção e integração sensorial são
essenciais para que a informação seja devidamente adquirida. Após esse
evento, ocorre o evento da retenção, período que serve para reforçar a
consolidação do traço de memória a ser formado. No evento de consolidação,
dinâmico e de longo prazo, a memória é fixada (aprendida), mas passível de
interferências por eventos externos. A evocação é o evento onde há a
recuperação desse traço de memória, importante, entre outros fatores, para a
elaboração de estratégia comportamental adequada. Essa memória pode ainda
17
ser esquecida, ou seja, apagada ou mascarada por outras informações, bem
como pela ação de fármacos e do estresse (Lupien & McEwen, 1997).
1.4. Estresse, Ansiedade e Memória
A
influência
emocional
sobre
a
aprendizagem e
memória,
principalmente em relação aos efeitos da ansiedade e estresse, são
amplamente investigados. Atenção, motivação, vigília e também a ansiedade
são mecanismos cognitivos que modulam o processo mnemônico. Embora seja
geralmente reconhecido que um evento é “melhor” lembrado quando
relacionado a aspectos emocionais (Schwabe et al., 2010), esse tipo de
memória tanto pode estar sujeita a falhas, quanto mudar ao longo do tempo ou
ainda ser influenciada por novos eventos (Mechanic et al., 1998).
Como mencionado anteriormente, o papel da amígdala na excitação
emocional parece fornecer uma modulação sobre os processos cognitivos e de
memórias emocionais, reforçando a abordagem dos sistemas múltiplos de
memória (Packard, 2009). Apesar da amígdala não parecer ser o local
específico de armazenamento de memórias com caráter aversivo (Ribeiro et
al., 2011), esta tem importante função na regulação e na consolidação de
memórias por enviar projeções diretas ao hipocampo (Lynch, 2004).
O hipocampo, outra estrutura relacionada ao sistema límbico, além
de estar envolvido com memória episódica, também é importante para a
detecção de alterações espaciais no ambiente (Barbosa et al., 2012). Juntos,
hipocampo e amígdala exercem regulação do eixo HPA. O hipocampo inibe
esse eixo através de fibras aferentes glutamatérgicas que partem do subiculum
para o núcleo do leito da estria terminalis (bed nucleus of stria terminalis –
BNST). Desse núcleo, agora as fibras gabaérgicas, chegam ao PVN. Desta
forma, quando o hipocampo é ativado, o hipotálamo é inibido. Em contraste, a
amígdala excita o eixo HPA através de projeções para o BNST e deste para os
PVN. Assim, o BNST pode ser considerado a maior via extrahipotalâmica de
entrada - inibitória e excitatória – ao eixo HPA (Forray & Gyslin, 2004).
18
O tipo de estresse, sua intensidade e duração, bem como os hormônios
liberados em sua resposta, também podem influenciar a ansiedade,
aprendizagem e
a
memória,
ainda
que
os resultados sejam muito
controversos. Alguns autores relataram aumento (Mendonça & Guimarães,
1998; Padovan et al., 2000; Padovan & Guimarães, 2000; Busnardo et al.,
2013) ou nenhum efeito (Padovan & Guimarães, 2000) do estresse na
ansiedade; bem como efeitos benéficos do estresse sobre a memória (Nater et
al., 2007; Schwabe et al., 2008), enquanto que outros demonstraram prejuízos
mnemônicos (Elzinga et al., 2005; Kim et al., 2001).
Nos últimos anos tem sido demonstrado que o estresse não somente
afeta a intensidade e o tempo de aquisição de uma nova memória, mas
também a forma como esta memória é aprendida ou evocada (Kim et al., 2001;
Schwabe et al., 2007). Sabe-se que o estímulo estressor irá exercer sua ação
principalmente através de catecolaminas (adrenalina e noradrenalina) e dos
glicocorticóides através de seus receptores (tipo I e tipo II). Os receptores tipo II
estão distribuídos amplamente pelas estruturas do sistema nervoso central
(Schwabe et al., 2010). O sistema límbico conta com a presença dos
receptores tipo I, mais densamente concentrados no hipocampo (Lupien &
McEwen, 1997).
Modelos animais têm sido propostos para estudo dos efeitos
neurofisiológicos de diversos agentes estressores na memória e ansiedade. O
modelo de indução de estresse por contenção consolidou-se na literatura como
um método prático e eficiente para se estudar as respostas comportamental,
bioquímica e neurofisiológica em roedores. É amplamente descrito que a
indução aguda de estresse por contenção mimetiza os parâmetros etológicos
de resposta ao estresse nos animais, promovendo ativação do SNA e do eixo
HPA e aumentando, consequentemente, os níveis de glicocorticóides
(Buynitsky & Motofsky, 2009).
1.5. Principais fármacos utilizados no tratamento dos Transtornos de
Ansiedade
19
Como já descrito, estudos pré-clínicos e clínicos têm demonstrado
múltiplas causas para os transtornos de ansiedade, como hiperatividade
funcional das regiões límbicas, especialmente amígdala; incapacidade das
regiões corticais para normalizarem a resposta límbica aos estímulos;
interrupção
de
neurotransmissão
monoaminérgica
e
sinalização
neuroendócrina; e hiperatividade do eixo HPA devido à longa exposição a
agentes estressores (Martin et al., 2010). O que leva a uma ampla margem de
ação terapêutica.
A maioria dos fármacos ansiolíticos e antidepressivos, utilizados
como intervenções farmacológicas para o tratamento dos transtornos de
ansiedade, apesar de já exercerem ação após administração aguda, apenas
apresentam seus efeitos terapêuticos após tratamento contínuo, sendo esse
efeito crônico o mais investigado e relacionado com alterações nos processos
cognitivos. Exemplos de drogas descritas como eficazes no tratamento desses
transtornos incluem benzodiazepínicos (como o Diazepam); agonistas parciais
de receptor 5-HT1A serotoninérgicos (como a buspirona); antidepressivos
atípicos com ação noradrenérgica e serotoninérgica (como a mirtazapina);
inibidores seletivos da recaptação de serotonina (ISRS) (como a fluoxetina),
entre outros (Baldwin & Garner, 2008).
No início da década de 1970, os derivados benzodiazepínicos
começaram a ser utilizados. Estes fármacos apresentam efeitos ansiolíticos e
podem fornecer alívio agudo aos sintomas de alguns transtornos de ansiedade,
apesar do grande potencial de desenvolvimento de tolerância fisiológica,
dependência e sedação (Kodish et al., 2011). O diazepam (DZP), um derivado
benzodiazepínico, é frequentemente prescrito para o tratamento de sintomas
de ansiedade por facilitar a ação do GABA, principal neurotransmissor inibitório
do cérebro de mamíferos adultos, através do influxo de cloreto (Muñoz-Torres
et al., 2011). Seus níveis séricos máximos são alcançados entre 30 minutos a 8
horas depois da administração com meia-vida de 20 a 90 horas (Cordioli et al.,
2010). Seu mecanismo de ação inclui principalmente atuação sobre os
receptores GABAA. A subunidade alfa-1 desses receptores parece ser
responsável pelos efeitos sedativos e a alfa-5 pelos efeitos amnésicos
relacionados aos benzodiazepínicos, pelo seu efeito modulador sobre as
20
projeções monoaminérgicas do núcleo da rafe e do locus coeruleus. Por outro
lado, a subunidade alfa-2, parece ser responsável pelos efeitos ansiolíticos
(Fritschy & Mohler, 1995).
Os efeitos da administração do DZP em ratos já foram investigados
no labirinto em cruz elevado, promovendo em doses agudas baixas (Pellow,
1985) e altas (Sorregotti, 2013) efeito ansiolítico. Além da avaliação etológica,
nesses mesmos estudos, demonstrarem a diminuição da frequência da
avaliação de risco pelos animais.
A relação do DZP com o eixo HPA ainda é controversa. Um estudo
em roedores com administração aguda de DZP na dose de 10 mg/Kg foi capaz
de aumentar a atividade desse eixo, evidenciado pelo aumento da secreção de
ACTH e corticosterona (Vargas et al., 2001). Já uma baixa dose de DZP
(1mg/Kg) demonstrou aumento nos níveis de glicocorticóides em roedores
machos, mas não demonstrou essa alteração em machos estressados
(Matheson et al., 1988). Já em fêmeas, a mesma dose demonstrou uma
inibição do eixo HPA, com consequente redução dos níveis de ACTH e
corticosterona (Strac, et al., 2012).
Em relação à memória e aprendizagem, já são bem elucidados os
efeitos amnésicos indesejáveis evidenciados na prática clínica e em modelos
animais por esse fármaco. Orzelska (2013) relatou prejuízo na aprendizagem e
memória de camundongos submetidos à administração aguda de DZP em uma
modificação do labirinto em cruz elevado. Assim, como também foi
demonstrado um prejuízo na memória de ratos tratados por quatro dias com 2
mg/Kg de DZP quando submetidos à tarefa do labirinto aquático de Morris,
ocorrendo aumento de latência e da distância para encontrar a plataforma
(Joksimovic et al., 2013). Esses resultados acerca da modulação da memória
podem ocorrer devido à localização de receptores benzodiazepínicos no septo
medial, amígdala e hipocampo, que como já mencionado, são estruturas
envolvidas na formação de novas memórias (Abel & Lattal, 2001).
No fim da década de 60 iniciou-se uma ampla investigação sobre o
papel da serotonina (5-HT) na ansiedade. Atualmente sabe-se que o sistema
serotonérgico, além de estar relacionado com nocicepção e termorregulação,
21
quando é hiperativado pode estar envolvido com o desenvolvimento de
transtornos depressivos e de ansiedade, tanto em roedores como em humanos
(Graeff 2002; Hata et al., 2001).
Deakin e Graeff (1991) propuseram três sistemas serotoninérgicos
para o controle das respostas comportamentais a estímulos aversivos. A
primeira via trata-se da dorsal da rafe responsável pelo comportamento de
congelamento frente a eventos de luta ou fuga. Uma disfunção serotoninérgica
nessa via é relatada ser responsável pela estimulação desenfreada do sistema
nervoso simpático e comportamento de transtorno de pânico. A segunda via
parte do núcleo dorsal da rafe e chega à amígdala, hipocampo e córtex préfrontal, e tem o objetivo de facilitar a avaliação do estímulo aversivo e
prevenção deste. Anomalias nessa via estão relacionadas com transtornos de
ansiedade. A terceira via, medial da rafe se projetando para o septohipocampal, está relacionada com a resiliência e tolerância ao estresse crônico
e disfunção de serotonina nessa via é relevante para a depressão.
A 5-HT desempenha importante papel nos processos cognitivos através
de ações de neuromoduladores no córtex (Deakin et al., 2004). Alteração no
repertório comportamental também é evidenciada pela liberação de 5-HT no
hipocampo na presença de eventos estressores, facilitando a tolerância e
habituação ao estresse (Netto, 2002). Até o momento, 14 subtipos de
receptores de serotonina foram identificados no cérebro de mamíferos. Mas a
atenção tem se concentrado nos subtipos 5HT1A e 5HT2A, por responderem a
todos os tipos de antidepressivos, incluindo os inibidores seletivos da
recaptação de serotonina (ISRS) (Graeff, 2002).
A buspirona (BUS) é um agonista parcial de um tipo específico de
receptor serotoninérgico: o 5-HT1A, que são autorreceptores pré-sinápticos
presentes nos núcleos da rafe, ou receptores pós-sinápticos localizados no
hipocampo, amígdala e outras áreas do sistema córtico-limbico. A ativação
desses receptores resulta na abertura de canais de K + que provocam
hiperpolarização e, dessa forma, agem como reguladores da transmissão
sináptica (Hata et al., 2001). A ação desse fármaco é mais lenta no início do
tratamento, porém possui a vantagem de não promover sedação, dependência
22
ou efeito de retirada. A sonolência é o principal efeito indesejado descrito pelos
pacientes que o utilizam (Nutt, 1990) e é indicado na prática clínica como
potencializador dos ISRS. Possui um pico de concentração plasmática cerca de
1,5 h após a administração aguda oral com meia vida entre 2 e 3 horas
(Cordioli et al., 2010).
A interação da buspirona com o eixo HPA parece ocorrer através
dos receptores 5-HT1A nas vias neuronais serotonérgicas que exercem um
efeito modulador sobre o eixo (Fuller, 1991). A administração aguda de
buspirona promove um efeito facilitador do eixo HPA, aumentando os níveis de
corticosterona circulante em ratos estressados (Matheson et al., 1988) e de
cortisol em pacientes com depressão (Maes et al., 1996). Estudos também têm
demonstrado influência da buspirona em vários modelos animais de medo e
ansiedade e relatam efeito ansiolítico da buspirona tanto em tratamentos
agudos quanto crônicos (Majercsik et al., 2003; Brodkin et al., 2002). Em
animais adrenalectomizados, o efeito ansiolítico da buspirona não é mais
visualizado (López-Rubalcava et al., 1999), mostrando a relação existente entre
o efeito ansiolítico desse fármaco e o eixo HPA. No entanto, alguns autores
sugerem que injeção pós-estresse de agonistas de receptores 5-HT1A são
capazes de atenuar as consequências comportamentais do estresse. Os
resultados sugerem que o aumento de ativação desses receptores melhora a
tolerância ao estresse (Guimarães et al., 1993; Padovan & Guimaraes, 1993).
Em relação à aprendizagem e memória, a ação da buspirona ainda é
contraditória, variando conforme a escolha do delineamento experimental e da
tarefa comportamental escolhida. Seu efeito negativo foi demonstrado quando
a administração de buspirona (1 mg/Kg e 2 mg/Kg) prejudicou o desempenho
quando administrada 30 min antes do treino ou teste da tarefa de esquiva
passiva, aumentando o número de entradas no compartimento aversivo. Já
quando a buspirona (2 mg/Kg) foi administrada 30 min antes do primeiro treino,
também ocorreu déficit na aquisição da tarefa espacial no labirinto aquático de
Morris, aumentando a latência para encontrar a plataforma submersa (Rowan
et al., 1990). Por outro lado, Rapanelli (2013), não constatou nenhum efeito da
administração de buspirona (1 mg/Kg e 10 mg/Kg) em relação a memória no
teste de condicionamento operante.
23
Os ISRSs estão entre os fármacos mais comumente prescritos no
tratamento dos transtornos de ansiedade e humor e a fluoxetina é um dos
fármacos mais utilizados atualmente na clínica. A fluoxetina (FLU) age
bloqueando a bomba de recaptação pré-sináptica, elevando assim os níveis de
5-HT na fenda sináptica, estimulando os autorreceptores 5HT1A do núcleo da
Rafe. A elevação dos níveis desse neurotransmissor ocorre primeiramente na
região somatodendrítica, onde há a presença desses receptores. No entanto,
seu uso recorrente provoca down regulation nos neurônios serotoninérgicos e
dessensibilização dos auto-receptores 5HT1A, resultando em uma descarga de
5-HT que resulta em uma normalização da atividade serotoninérgica (Stahl,
2000). A fluoxetina ainda age indiretamente sobre o subtipo 5-HT2 (Silva &
Brandão, 2000). Seus níveis séricos máximos são alcançados de 6 a 7 horas,
com meia vida de 1 a 3 dias após a administração aguda oral (Cordioli et al,
2000).
Os efeitos da FLU sobre a atividade do eixo HPA é relatada na
literatura pela diminuição nos níveis de cortisol em pacientes depressivos
tratados com 20 mg desse fármaco por dia durante oito semanas (Jazayeri et
al., 2010). Entretanto, estudo recente relatou esse mesmo resultado com
apenas duas semanas de tratamento (Piwowarska et al., 2012), juntamente à
diminuição dos sintomas depressivos.
A influência desse fármaco sobre a ansiedade ainda é contraditória.
Sun e colaboradores (2013) demonstraram que ratos isolados socialmente por
6 semanas e tratados com fluoxetina durante 3 semanas, quando submetidos
ao
teste
de
alimentação
suprimida
pela
novidade,
demonstraram
comportamento ansiolítico, mas não demonstraram efeito sobre a depressão
nesse mesmo protocolo quando submetidos ao teste de nado forçado. A
fluoxetina administrada por 4 semanas em animais submetidos por estresse de
contenção durante 2h/5dias/4semanas promoveu efeito panicolítico no teste de
labirinto em T elevado, com diminuição da latência de fuga dos braços abertos
para o braço fechado, mas não mostrou efeito na exploração dos braços
abertos no labirinto em cruz elevado quando comparado com animais do grupo
controle (Lapmanee et al., 2013). Quanto a sua administração aguda, muitos
autores sugerem efeito ansiogênicos desse fármaco nas doses de 5 mg/Kg e
24
10 mg/Kg no labirinto em cruz elevado, com diminuição da %TAB e aumento
nos parâmetros de avaliação de risco (Drapier et al., 2007; Robert et al., 2011)
e redução de interação social, diminuindo esse fator (Andó et al., 2010).
Em relação aos processos mnemônicos, já foi demonstrado que uma
administração por quatro semanas de fluoxetina 0,7 mg/kg em ratos não afetou
a aprendizagem e memória quando testados no labirinto aquático de Morris.
Entretanto, ocorreu déficit da memória de longo prazo, porque os animais
testados 17 dias após o treino aumentaram a latência para encontrar a
plataforma. Esse prejuízo foi revertido quando os animais passaram por uma
retirada de 6 semanas da fluoxetina, antes das sessões treino e teste, para
avaliar a memória de curta e longa duração (Ampuero et al., 2013). Por outro
lado, a administração de fluoxetina 10 mg/kg em ratas durante 4 semanas
também promove alteração da aprendizagem e da memória quando os animais
são submetidos ao labirinto em cruz elevado modificado, como também
melhora o padrão de extinção de uma memória aversiva em roedores (Melo et
al., 2012).
Os demais receptores para 5-HT, que não os do tipo 5-HT1A, e as
demais monoaminas, que não a 5-HT, também parecem influenciar os níveis
de ansiedade. Assim, são utilizados na clínica fármacos antidepressivos
atípicos, como a mirtazapina. Esse fármaco possui dois principais mecanismos
de ação, o primeiro envolve a ação antagonista sobre os receptores alfa-2adrenérgicos nos neurônios pré-sinápticos serotoninérgicos e noradrenérgicos.
E o segundo mecanismo seria através do antagonismo sobre os receptores 5HT2 e sobre os receptores e 5-HT3 (de Boer et al., 1996), assim, ocorreria a
estimulação da transmissão serotoninérgica via 5-HT1A, além da transmissão
noradrenérgica. A sedação e o aumento de apetite estão entre os efeitos
adversos descritos pelo uso desse fármaco (Kodish et al., 2011). Seus níveis
séricos máximos são alcançados em até 2 horas após a administração aguda
oral, com meia vida média de 21,5 horas (Cordioli et al., 2000).
A mirtazapina (MIR) parece inibir o eixo HPA. Em experimentos
realizados com pacientes depressivos que passaram pelo tratamento com
mirtazapina com 15 mg ou 30 mg por 1, 3, ou 4 semanas foi observado uma
25
redução nas concentrações de cortisol (Schule et al., 2006; Scharnholz et al.,
2010). Mais recentemente foi descrito que a inibição ao eixo HPA pode ser
visualizada com uma única administração desse fármaco, já que uma dose de
15 mg, em pacientes saudáveis, levou a uma diminuição das concentrações de
ACTH (Suzuki et al., 2012).
Estudos demonstram que além da ação ansiolítica ou não desse
fármaco (Kakui et al., 2009), seu uso também promove um aumento dos níveis
de noradrenalina e 5-HT em regiões cerebrais relacionadas a processos
cognitivos, como por exemplo, o hipocampo (de Boer et al., 1996). Assim,
Andrews e colaboradores (1997) demonstraram que o uso de MIR em ratos
submetidos a um tipo de autocondicionamento (Pavlovian autoshaping task)
promove um déficit na aquisição da aprendizagem. Melo e colaboradores
(2012) observaram que mesmo esse fármaco cronicamente não interferindo na
aprendizagem e memória de roedores submetidos à esquiva discriminativa em
labirinto em cruz elevado, houve uma falha na extinção dessa memória
aversiva. Ademais, em humanos, foi demonstrado que o tratamento com MIR
durante 2 ou 6 semanas, melhora a função de memória em pacientes com
estresse pós traumático (Chung et al., 2007).
Assim, é evidente que ainda é contraditório na literatura a influência
positiva ou negativa desses fármacos sobre o eixo HPA, a ansiedade e as
funções de aprendizagem/memória, sempre variando conforme o protocolo
utilizado, a dose do fármaco escolhida, o tipo de tratamento (agudo ou crônico)
e a tarefa comportamental realizada.
26
2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo Geral
O objetivo do presente estudo foi verificar os efeitos da
administração
aguda
de
fármacos
ansiolíticos
e
antidepressivos
no
desempenho de camundongos machos submetidos ao estresse agudo de
contenção, utilizando a tarefa de esquiva discriminativa em labirinto em cruz
elevado modificado (PMDA).
2.2. Objetivos Específicos

Verificar os efeitos da administração dos fármacos ansiolíticos diazepam
e buspirona e antidepressivos, mirtazapina e fluoxetina, na ansiedade,
aprendizagem e memória de camundongos machos;

Analisar parâmetros etológicos de avaliação de risco.
27
3. ARTIGO:
FLUOXETINE (BUT NOT OTHER ANTIDEPRESSANTS OR
ANXIOLYTICS) REVERSE AVERSIVE MEMORY DEFICITS INDUCED BY
ACUTE STRESS IN MICE.
Aline Lima Dierschnabel, Ana Paula Nascimento de Lima, Ezequiel Batista
do Nascimento, Regina Helena da Silva, Alessandra Mussi Ribeiro*.
Laboratory of Memory Studies, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal,
Brazil
*Corresponding author: Alessandra M Ribeiro
Laboratory of Memory Studies, Department of Physiology
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Av. Salgado Filho, s/n - Caixa Postal 1511 - CEP 59078-970 - Natal, RN, Brazil
fax: (55) 84 3211 9206 e-mail: [email protected]
List of abbreviations:
% TOA – percentage of total time spent in the open arms
%TAV – percent time spent in aversive arm
5-HT – serotonin
ACTH – adrenocorticotropic hormone
AV – aversive enclosed arm
AVP – vasopressin
BUS – buspirone
DZP - diazepam
HPA – hypothalamic-pituitary-adrenal axis
MIR – mirtazapine
NA – noradrenaline
NAV – non-aversive enclosed arm
OA – open arms
OA – two open arms
PHD – protected head dipping
PMDAT – plus-maze discriminative avoidance task
PVN – paraventricular nucleus of the hypothalamus
SAL - Saline
SAP – stretched attend postures
SSRIs – selective serotonin reuptake inhibitors
STR - Stress
UHD – unprotected head dipping
28
Abstract:
Stressful events activate the Hypothalamic-Pituitary-Adrenal (HPA)
axis, which represents part of the physiological responses to stress. When this
axis is acutely stimulated, a repertoire of adaptive behavioral and physiological
changes occurs in the individual. On the other hand, when the HPA axis is
chronically stimulated, harmful psychophysiological changes may occur,
including impairment in cognitive functions (e.g. in learning and memory) and
the development of psychiatric diseases (e.g. anxiety disorders). Some
anxiolytic agents used in clinical practice for the treatment of anxiety disorders
can affect cognitive function and the activity of HPA axis. The aim of our study
was to investigate the effects of acute intraperitoneal administration, 30 minutes
before session training, of diazepam (DZP, 2 mg / kg), buspirone (BUS, 3 mg /
kg), mirtazapine (MIR, 10 mg / kg) and fluoxetine (FLU, 10 mg / kg) in male
mice submitted or not to acute restraint stress, using the plus-maze
discriminative avoidance task (PMDAT). A task that simultaneously evaluates
learning, memory and anxiety parameters. Our results demonstrated that
animals treated with BUS, MIR and FLU learned the task. However, DZPtreated group showed impaired learning. Acute restraint stress induced
impaired retrieval and only the treatment with fluoxetine was able to counteract
this impairment. Furthermore, DZP and BUS induced anxiolytic effects, as
shown by the increased percentage of time spent in the open arms and change
in risk assessment behavior during training. FLU had no effects on anxiety.
These results suggest that acute administration of drugs with anxiolytic and
antidepressant activity does not necessarily interfere with the learning process
in this aversive task, but as acute restraint stress impair its retrieval. However,
the antidepressant fluoxetine reversed memory deficits promoted by acute
stress, which may suggest a modulatory role of serotonin on the process of
consolidation of an aversive memory.
Key words: Aversive memory, Learning, Antidepressant, Anxiolytic, Acute
restraint stress, Mice.
29
1. Introduction
Stress is defined as a nonspecific response of the body to any factors,
somatic or mental, that endangers the homeostasis of the individual (Selye,
1976). After exposure to a stressor, the body generates a physiological
response that is mainly mediated by the hypothalamic-pituitary-adrenal axis
(HPA). Ascendant sensory inputs stimulate neurons of the paraventricular
nucleus of the hypothalamus (PVN), resulting in the secretion of corticotropinreleasing hormone (CRH) and vasopressin (AVP). Then, the anterior pituitary
gland is stimulated, releasing adrenocorticotropic hormone (ACTH), which in
turn stimulates the secretion of steroid hormones (glucocorticoids, cortisol in
humans and non-human primates and corticosterone in some rodents) by the
cortex of the adrenal gland. Finally, these hormones regulate the HPA axis by
negative feedback (Sapolsky, 2002). Therefore, the glucocorticoids mediate
changes induced by the stress response, as well as they are essential for the
adaptive response of the body, because they mobilize substrates necessary for
coping with stressors (Sapolsky, 2002; Aguilera, 2011). For example, the stress
hormones are related to the regulation, storage and mobilization of energy
through glucose metabolism, alter nerve cells excitability and exert effects on
cognitive functions (Lupien & McEwen, 1997).
When the HPA axis is activated acutely, for example by arousal related
to fear or anxiety, the physiological consequences are adaptive, because they
prepare the body to act fast and efficiently. However, when the stressor is
removed and the altered physiological state persists, an imbalance of the neural
circuitry may occur, leading to cognitive and behavioral alterations that can
increase the expression of pathological states, such as anxiety disorders
(Chrousos, 1998; McEwen 2000, 2012).
Anxiety is one of the most prominent psychiatric disorders related to
stress, with an estimated 28% lifetime prevalence worldwide (Nishikawa et al.,
2004; Kessler et al., 2010). Anxiety disorders are characterized by exacerbated
response to an unpleasant emotional state in the absence of immediate threat
(Blanchard et al., 1990; Graeff, 2005; Banaco & Zamignani, 2004; Kessler et al.,
2010). Clinical anxiety is a heterogeneous syndrome, comprising distinctive
30
pathological conditions such as separation anxiety disorder; panic disorder,
agoraphobia, specific phobia, social anxiety disorder (social phobia) and
generalized anxiety disorder (APA, 2013).
Several drugs are effective for the treatment of these disorders,
including benzodiazepines, serotonin 5-HT1A receptor partial agonists, specific
noradrenergic and serotonergic antidepressants and selective serotonin
reuptake inhibitors (SSRIs) (Baldwin & Garner, 2008). Most of these anxiolytic
and antidepressant drugs, which are used as pharmacological interventions for
the treatment of anxiety disorders, interfere with the activity of the HPA axis
(Busnardo et al., 2013; Sun, 2013; de Boer et al., 1990; Matheson et al., 1988;
Schule et al., 2006; Scharnholz et al., 2010; Jazayeri et al., 2010; Piwowarska
et al., 2012) and cognitive functions (Li et al., 2012; Smeets, 2011; de Quervain
et al., 1998; de Quervain et al., 2000; Orzelska, 2013; Joksimovic et al., 2013;
Quartermain et al., 1993; Mendelson et al., 1993; Melo et al., 2012; Hage et al.,
2004; Meneses e Hong, 1995). Although effective acute administration has
been described, some of these drugs usually present their therapeutic effects
after continuous treatment (Baldwin & Garner, 2008). This chronic treatment is
the most investigated as regards changes in the cognitive processes.
Several studies report on the neurophysiological effects of the various
stressors in combination with pharmacological treatments on memory and
anxiety features (Sun et al., 2013; Silva & Brandão, 2000; Sorregotti, et al.,
2013; Orzelska et al., 2013; Brodkin et al., 2002; Kakui et al., 2009). However,
few focused on acute effects of anxiolytic-like drugs specifically on the aversive
memory in stressed animals. In the present study, we investigated the effects of
acute administration of anxiolytic and antidepressant drugs on the performance
of male mice after acute restraint stress. Mice were tested in the plus-maze
discriminative avoidance task (PMDAT). Which is an efficient model for
evaluating memory and anxiety parameters simultaneously (Silva and FrussaFilho, 2000).
31
2. Materials and methods
2.1. Animals
Three-month-old male Swiss mice (35-45g) were housed in a groups of
8 animals, under controlled conditions of temperature (22-25°C), humidity and a
12 h light/12 h dark cycle (lights on 06:30 am), with free access to water and
food. All animals were handled in accordance to the Brazilian law for the use of
animals in scientific research (Law Number 11.794) and procedures were
approved by the local ethical committee (CEUA/UFRN - Nº 034/2012). All
efforts were made to minimize animal pain, suffering or discomfort as well as
the number of animals used.
2.2. Drugs
Diazepam (2 mg/ml/Kg; Santiva, Brazil) was diluted in physiological
saline. Buspirone (3 mg/ml/Kg; Torrent, Brazil), mirtazapine (10 mg/ml/Kg;
Libbs, Brazil) and fluoxetine (10 mg/ml/Kg; Mendley, Brazil) were diluted in
physiological saline containing three drops of Tween 20 per 1 ml.
2.3. Experimental procedure
The animals were randomly assigned into two conditions: control
condition (Cont) and stress condition (Str). For each condition, the mice
received an intraperitoneal (i.p.) injection of saline or one of the drugs: (a)
diazepam (DZP), (b) buspirone (BUS), (c) mirtazapine (MIR) or (d) fluoxetine
(FLU). Thus, the organization of the groups for conditions and treatments for
each experiment was structured as shown in table 1.
32
Table 1: Schematic representation of the distribution of animals/group and number of
animals used in each experiment.
Groups
Experiment with
Diazepam (DZP)
Experiment with
Buspirone (BUS)
Experiment with
Mirtazapine (MIR)
Experiment with
Fluoxetine (FLU)
Control-Saline (Cont-Sal)
Control-Diazepam (Cont-DZP)
Stress-Saline (Str-Sal)
Stress-Diazepam (Str-DZP)
Control-Saline (Cont-Sal)
Control-Buspirone (Cont-BUS)
Stress-Saline (Str-Sal)
Stress-Buspirone (Str-BUS)
Control-Saline (Cont-Sal)
Control-Mirtazapine (Cont-MIR)
Stress-Saline (Str-Sal)
Stress-Mirtazapine (Str-MIR)
Control-Saline (Cont-Sal)
Control-Fluoxetine (Cont-FLU)
Stress-Saline (Str-Sal)
Stress-Fluoxetine (Str-FLU)
N° of
animals
8
9
8
9
9
9
8
10
9
9
10
9
8
9
6
9
The doses were chosen based on previous studies (Orzelska et al.,
2013; Brodkin et al., 2002; Drapier et al., 2007; Kakui et al., 2009; Melo et al.,
2012) that demonstrated the efficacy of these drugs in rodents.
Before the beginning of the experiments, all animals were handled for 5
min/day for a period of 5 days. On the 1st day, the animals of the stress
condition were submitted to a single session of restraint stress for 1 hour while
the animals in the control condition remained in their home cages. At the end of
restraint or at the corresponding time-point the that groups, mice were injected
with saline or drug, and 30 minutes later each animal was submitted to the
training session (10 min) of the plus-maze discriminative avoidance task
(PMDAT). On the 2nd day, 24 hours after training, the animals were re-exposed
to the apparatus in the test session (10 min) (Figure 1). All behavioral tests
started at 7:00 a.m. and after the test session, each animal was decapitated
and blood samples were collected for determination of plasma corticosterone
levels.
33
Figure 1: Schematic representation of the experimental design.
2.4. Restraint stress
Animals were submited to a 1-hour period (from 7:00 to 8:00 a.m.) of
restraint stress. The procedure of stress used was performed according to the
methods described previously (Harada et al., 2008; Stroth & Eiden, 2010; Li et
al., 2012;). Animals were placed an acrylic tube (14 cm x 7 cm). That contained
a 0.3 cm hole in one of the extremity where the head of the mouse was
positioned for breathing. During the stress procedure the animals were kept in a
vertical position. After exposure to the stressor the animals were returned to the
home cage. Despite of the physical nature of this stress procedure (limited
behavioral responses of the animal), this model of restraint has a strong
psychophysiological component (inescapable situation) (Van de Kar and Blair,
1999).
2.5. Plus-maze discriminative avoidance task (PMDAT)
The apparatus consisted of an elevated plus-maze, made of wood,
containing two open arms (OA) (28.5 cm x 7 cm) opposite to two enclosed arms
(28.5 cm x 7 cm x 14 cm; an aversive arm (AV, the aversive stimuli were a
100W light and an 80dB noise applied through a speaker placed over the
aversive enclosed arm) and a non-aversive (NAV) arm. In the training session,
each animal was placed individually in the center of the apparatus, for a period
of 10 min, and every time the animal entered the aversive arm the stimuli were
produced until the animal left the arm. In the test session (24 hours later), the
animals were again placed in the center of the apparatus and allowed to explore
it for 10 min, without receiving the aversive stimulation. The lamp and the
34
speaker were still present on the aversive arm, but turned off (Silva & FrussaFilho, 2000). At the end of each behavioral session the apparatus was cleaned
with a 5% alcohol solution to avoid olfactory cues.
All experimental sessions were recorded by a digital camera place
above the apparatus and the behavioral parameters were registered by a videotracking software (Anymaze®, Stoelting, USA). The behavioral sessions were
monitored in a computer screen placed in a separate room to avoid any
interference caused by the experimenter.
Learning was evaluated by comparing the total time spent in the
aversive (AV) in relation to the non-aversive enclosed arm (NAV) in the training
and test session. The percent of time spent in the aversive arm [%TAV = time in
AV/(time in NAV + AV) x 100] was used to assess retrieval of the aversive
memory in the test session. The anxiety-like behavior was evaluated by the
percentage of time spent in the open arms (OA) [% TOA = time in OA/(time in
OA + NAV +AV) x 100]. Moreover, in the training session, the ethological
components of risk assessment were evaluated by the parameters: head
dipping (frequency of movements of the head toward the floor), divided into
protected head dipping (PHD - when performed from the center of the
apparatus) and unprotected head dipping (UHD - when performed from the
open arms), and stretched attend postures (SAP - defined by the stretching and
contraction of the body to its original position without locomotion). Moreover, the
locomotor activity of the animals was evaluated by the total distance travelled
(m) in the whole apparatus.
2.6. Statistical analyses
Data normality of variances were tested by the Kolmogorov-Smirnov
test. Analysis of variance (two-way ANOVA) with a post-hoc with Duncan’s test
was used for each drug separately to evaluate percent time spent in aversive
arm (%TAV) in the test session, percent time spent in the open arms (% TOA)
in the training and test sessions, risk assessment parameters in the training
session and the total distance traveled in the training and test sessions.
35
Pairwise comparisons between the time spent in AV and NAV arms were
performed
using
the
paired-samples
Student
t-test.
Differences
were
considered statistically significant at p < 0.05.
3. Results
3.1. Learning and Memory
3.1.1. Total time spent in the enclosed arms
In the training session, the paired-samples t-tests revealed that all
groups treated with saline solution, stressed or not, spent less time in the
aversive enclosed arm (AV) in comparison with the non-aversive enclosed arm
(NAV) in all experiments, as displayed in figure 2A [Cont-Sal, t(8) = 5.593; p =
0.001 and Str-Sal, t(8) = 5.71; p < 0.001)], figure 2C (Cont- Sal, t(9) = 5.56; p <
0.001 and Str-Sal, t(8) = 2.63; p = 0.03), figure 2E (Cont-Sal, t(9) = 3.10; p =
0.013 and Str-Sal, t(10) = 4.00; p = 0.002) and figure 2G (Cont-Sal, t(8) = 4.95;
p = 0.001 and Str-Sal, t(6) = 0; p = 0.001).
Mice treated with diazepam, regardless of the condition, did not
discriminate the arms in the training session [Cont-DZP, t(9) = 1.74; p = 0.114
and Str-DZP, t(9) = 0.75; p = 0.468)] (Figure 2A). However, the paired-samples
t-tests revealed that animals treated with buspirone [Cont-BUS, t(9) = 5.62; p <
0.001 and Str-BUS: t(10) = 4.16; p = 0.002)] (Figure 2C), mirtazapine [ContMIR: t(9) = 7.06; p < 0.001 and Str-MIR, t(9) = 7.15; p < 0.001)] (Figure 2E) and
fluoxetine [Cont-FLU, t(9) = 10.26; p < 0.001 and Str-FLU, t(9) = 9:36; p <
0.001)] (Figure 2G), showed a preference fot the NAV compared to the AV.
In the test session, all animals of the Cont-Sal groups [Figure 2B: t(8) =
6.00; p< 0.001; Figure 2D: t(9) = 2.35; p = 0.043; Figure 2F: t(9) = 0.35; p =
0.731; and Figure 2H: t(8) = 3.82; p = 0.005] exhibited a preference for the NAV
compared to the AV arm. On the other hand, Str-Sal groups did not discriminate
the arms [Figure 2B: t(8) = 0.85; p = 0.418); Figure 2D: t(8) = 1.70; p = 0.126;
Figure 2F: t(10) = 1.23; p = 0.245; and Figure 2H: t(6) = 1.20 p = 0.275].
Moreover, regardless of the condition, mice treated with DZP [Cont-DZP: t(9) =
36
1.47; p = 0.173 snd Str-DZP: t(9) = 1,37; p = 0,202], BUS [Cont-BUS: t(9) =
0.38; p = 0.708 and Str-BUS, t(10) = 0.54; p = 0.60] and MIR [Cont-MIR, t(9) =
0.35; p = 0.731 and Str-MIR, t(9) = 0.01; p = 0.991] also failed to discriminate
between AV and NAV arms (Figure 2B, D and F). On thr contrary, Cont-FLU
[t(9) = 2.66; p = 0.026] and Str-FLU groups [t(9) = 2.39; p = 0.040] showed a
preference for the NAV when compared to the AV arm (Figure 2H).
3.1.2. Percentage of exploration of aversive enclosed arm (%TAV) in
the test session
Two-way ANOVA revealed effects of treatment with diazepam and
mirtazapine [F(1,38) = 14.87; p < 0.001 and F(1,41) = 6.54; p = 0.015,
respectively], but not effects of condition [Figure 3A: F(1,38) = 4.00; p = 0.053
and Figure 3C: F(1,41) = 2.57; p = 0.117] or condition x treatment interaction
[Figure 3A: F(1,38) = 3.45; p = 0.072 and Figure 3C: F(1,41) = 2.65; p = 0.112].
Duncan’s post hoc showed increase of %TAV for Cont-DZP, Str-Sal and StrDZP groups compared to Cont-Sal (Figure 3A), and increase of %TAV for ContMIR, Str-MIR and Str-MIR compared to Cont-Sal (Figure 3C).
Regarding treatment with buspirone, two-way ANOVA revealed an
effect of treatment [F(1,40) = 14.87; p < 0.001], and a marginally significant
effects of condition [F(1,40) = 4.00; p = 0.053] and condition x treatment
interaction [F(1,40) = 3.45; p = 0.072]. Duncan’s post-hoc showed increased
%TAV in Cont-BUS, Str-Sal and Str-BUS groups compared to Cont-Sal.
Moreover, increased %TAV in Cont-BUS and Str-BUS compared to Str-Sal was
observed (Figure 3B).
Two-way ANOVA for the data with fluoxetine revealed condition x
treatment interaction [F(1,36) = 4.54; p = 0.041]. Duncan’s post-hoc test
showed increased %TAV only in Str-Sal group compared to Cont-Sal group
(Figure 3E).
37
Figure 2: Effects of treatment with (A) diazepam (2 mg/Kg), (b) buspirone (3 mg/kg), (C)
mirtazapine (10 mg/kg) and (D) fluoxetine (10 mg/kg) in control (Cont) mice or mice
submitted to acute restrain stress (Str) at the PMDAT. Data are expressed as mean ± SE
for time (s) spent in aversive enclosed arm (AV) compared to the non-aversive enclosed
arm (NAV) in the training (A, C, E, G) and test (B, D, F, H ) sessions. *p < 0.05; **p <
0.01; ***p  0.001 (paired-samples t test).
38
Figure 3: Effects of treatment with (A) diazepam (2 mg/Kg), (b) buspirone (3 mg/kg),
(C) mirtazapine (10 mg/kg) and (D) fluoxetine (10 mg/kg) in control (Cont) mice or mice
submitted to acute restrain stress (Str) of %TAV in test session at the PMDAT. Data are
expressed as mean ± SE. *p < 0.05 compared to Cont-Sal; #p < 0.05 compared to StrSal (two-way ANOVA followed by Duncan’s post hoc test).
3.2. Anxiety-like behavior
3.2.1. Percentage spent time in the open arms (%TOA)
In the training session, two-way ANOVA revealed an effect of the
treatment with diazepam [F(1,38) = 8.84; p = 0.005], but not of condition
[F(1,38) = 0.16; p = 0.684] or condition x treatment interaction [F(1,38) = 0.09; p
= 0.762]. Duncan’s post-hoc test showed an increase in %TOA of the Cont-DZP
group compared with Cont-Sal and Str-Sal groups (Table 2). Also, the analysis
of the experiment with mirtazapine revealed an effect of treatment [F (1,41) =
8.00; p = 0.007], but not of condition [F (1,41) = 0.76; p = 0.387] or condition x
treatment interaction [F (1,41) = 0.00; p = 0.928]. Duncan’s test showed a
decrease in %TOA of the Str-MIR group compared to Cont-Sal. No effects were
observed for this parameter in the experiments with buspirone or fluoxetine
(Table 2).
39
In the test session, no significant effects of treatment or condition
were found for %TOA, indicating the absence of anxiolytic effects by these
drugs (Table 2).
Table 2: Effects of acute treatment with diazepam (DZP 2 mg/kg), buspirone (BUS 3
mg/kg), mirtazapine (MIR 10 mg/kg) and fluoxetine (FLU10 mg/kg) in relation to %TOA
in the plus-maze discriminative avoidance.
Diazepam
Buspirone
Mirtazapine
Fluoxetine
Cont-Sal
Cont-DZP
Str-Sal
Str-DZP
Cont-Sal
Cont-BUS
Str-Sal
Str-BUS
Cont-Sal
Cont-MIR
Str-Sal
Str-MIR
Cont-Sal
Cont-FLU
Str-Sal
Str-FLU
Traning Session
10.90 ± 3.17
26.26 ± 3.26*
10.41 ± 1.82
22.90 ± 7.55
28.55 ± 3.25
21.95 ± 5.54
27.33 ± 4.18
20.08 ± 3.18
34.07 ± 5.40
19.42 ± 6.41
29.21 ± 4.24
#
15.48 ± 3.67
20.13 ± 6.79
14.31 ± 3.26
15.46 ± 5.13
17.30 ± 5.28
Test Session
14.86 ± 2.46
23.99 ± 4.80
25.36 ± 4.49
26.98 ± 4.66
24.80 ± 2.57
24.73 ± 4.96
15.90 ± 4.00
29.51 ± 3.64
26.29 ± 4.02
28.77 ± 3.97
22.1 ± 4.32
25.79 ± 4.01
29.54 ± 5.65
35.08 ± 4.42
35.48 ± 5.24
39.23 ± 5.70
Data are expressed as Mean ± S.E.M. *p < 0.01 compared to Cont-Sal and Str-Sal; #p
< 0.01 compared to Cont-Sal (two-way ANOVA followed by Duncan’s test).
3.2.2. Risk Assessment
Anxiety was also evaluate by the frequency of risk assessment
behaviors in the training session (Figure 4). Two-way ANOVA revealed
condition x DZP treatment interaction [F(1,38) = 4.98; p = 0.032] for PHD, and
Duncan’s test showed a decrease of the frequency of PHD to Str-DZP group
compared to Cont-DZP. Additionally, significant effects of treatment were also
observed for the UHD [F(1,38) = 10.06; p = 0.003], but not of condition [F(1,38)
= 2.47; p = 0.125] or condition x treatment interaction [F(1,38) = 3.27; p =
0.079]. Duncan’s post hoc showed increased frequency of UHD for Cont-DZP
group compared with the other groups. The analysis of SAP revealed effect of
the treatment [F(1,38) = 7.86; p = 0.008], but not of condition [F (1,38) = 0.06; p
= 0.795] or condition x treatment interaction [F (1,38) = 0.10; p = 0.748].
40
Duncan’s post hoc showed decreased frequency of SAP for Str-DZP group
compared to Cont-Sal and Str-Sal groups (Figure 4A).
A significant effect of treatment with buspirone was detected for PHD
[F(1,40) = 20.60; p < 0.001] and SAP [F(1,40) = 25.86; p < 0.001], but no effect
of condition [PHD, F(1,40) = 0.59; p = 0.447 and SAP, F(1,40) = 0.83; p =
0.368] or condition x treatment interaction [PHD, F(1,40) = 0.21; p = 0.645 and
SAP, [F(1,40) = 0.00; p = 0.965, respectively]. Displayed less PHD Cont-BUS
and Str-Bus groups compared to respective Sal-treated mice. In addition, there
was a decrease in the frequency of SAP in BUS compared to Sal-treated
goups. However, no significant effects of treatment were detected for UHD
(Figure 4B).
Two-way ANOVA revealed a treatment effect with mirtazapine for PHD,
UHD and SAP [F(1,41) = 15.07; p < 0.001, F(1,41) = 13.48; p = 0.001 and
F(1,41) = 18.20; p < 0.001, respectively], but not of condition [F(1,41) = 0.19; p
= 0.659, F(1,41) = 0.05, p = 0.820 and F(1,41) = 0.05, p = 0.820] or condition x
treatment interaction [F(1,41) = 0.62; p = 0.434, F(1,41) = 0.25; p = 0.616 and
F(1,41) = 0.20; p = 0.887, respectively]. Duncan’s post hoc showed decreased
frequency of PHD, UHD and SAP for Cont-MIR and Str-MIR groups compared
to Cont-Sal and Str-Sal (Figure 4C).
Two-way ANOVA did not reveal significant differences for risk
assessment parameters when data of the experiment with fluoxetine were
analyzed (Figure 4D).
41
Figure 4: Effects of treatment with (A) diazepam (2 mg/Kg), (b) buspirone (3 mg/kg), (C)
mirtazapine (10 mg/kg) and (D) fluoxetine (10 mg/kg) in control (Cont) mice or mice
submitted to acute restrain stress (Str) in the frequency of risk assessment behaviors
[protected head dipping (PHD), unprotected head dipping (UHD) and the
stretched attend postures (SAP) ] in the training session at the PMDAT. Data are
expressed as Mean ± SE, *p < 0.001 compared to Cont-Sal and Str-Sal; **p = 0.00
compared to Cont-Sal and Str-Sal; #p < 0.05 compared to Cont-DZP; €p < 0.01compared
to Cont-Sal, Str-Sal and Str-DZP; $p < 0.01 compared to Cont-Sal and Str-Sal (two-way
ANOVA followed by Duncan’s post hoc test).
3.3. Locomotor activity
In the training session, two-way ANOVA revealed an interaction
between condition x treatment with diazepam [F(1,38) = 5.27; p = 0.002]. Posthoc analysis with Duncan’s test showed that non-stressed animals treated with
diazepam exhibited significantly greater locomotor activity compared to the
other groups (Table 3). Moreover, ANOVA revealed an effect of mirtazapine
treatment [F(1,41) = 19.54; p < 0.001], but not of condition [F(1,41) = 1.232; p =
0.274] or condition x treatment interaction [F(1,41) = 0.22; p = 0.637]. Post-hoc
analysis showed decreased locomotor activity of MIR-treated compared to Saltreated. Conversely, the analysis of locomotion data after treatment with
buspirone or fluoxetine did not reveal statical differences (Table 3).
42
In the test session, no significant effects of treatment or stress condition
were found for the total distance travelled in apparatus, indicating the absence
of effects on locomotor activity (Table 3).
Table 3: Effects of acute treatment with diazepam (DZP 2 mg/kg), buspirone (BUS 3
mg/kg), mirtazapine (MIR 10 mg/kg) and fluoxetine (FLU10 mg/kg) in relation to total
distance travelled (m) in the plus-maze discriminative avoidance task.
Diazepam
Buspirone
Mirtazapine
Fluoxetine
Cont-Sal
Cont-DZP
Str-Sal
Str-DZP
Cont-Sal
Cont-BUS
Str-Sal
Str-BUS
Cont-Sal
Cont-MIR
Str-Sal
Str-MIR
Cont-Sal
Cont-FLU
Str-Sal
Str-FLU
Traning Session
10.81 ± 0.87
20.00 ± 1.40*
10.60 ± 0.79
12.27 ± 2.55
18.06 ± 1.21
15.05 ± 3.15
16.66 ± 1.27
12.18 ± 1.64
19.72 ± 1.98
12.01 ± 2.18#
18.48 ± 1.90
#
8.90 ± 1.70
10.51 ± 1.64
13.48 ± 1.27
11.80 ± 1.50
11.28 ± 1.40
Test Session
9.77 ± 2.27
14.89 ± 1.26
16.96 ± 5.14
15.85 ± 1.57
13.79 ± 0.91
14.26 ± 1.19
11.8 ± 1.43
14.01 ± 0.98
15.84 ± 1.61
13.91 ± 1.79
14.86 ± 2.31
13.37 ± 1.62
12.13 ± 0.96
16.17 ± 1.37
13.77 ± 1.44
14.13 ± 1.24
Data are expressed as Mean ± S.E.M. *p < 0.01 compared to Cont-Sal, Str-Sal and StrDZP; #p < 0.001 compared to Cont-Sal and Str-Sal (two-way ANOVA followed by
Duncan’s test).
4. Discussion
In this study, we evaluated the acute effect of antidepressant and
anxiolytic drugs on anxiety and learning/memory of male mice submitted or not
to acute restraint stress in the PMDAT (Silva & Frussa-Filho, 2000). This task
has been an effective model to simultaneously evaluate anxiety, learning and
memory, in addition to allowing evaluation of risk assessment (Calzavara et al.,
2004; Ribeiro et al., 2010; Munguba et al., 2011; Melo et al., 2012). In
summary, our results showed that (1) during the training session, animals
treated with BUS, MIR and FLU learned the task; however DZP group
demonstrated learning impairment (Figure 2); (2) DZP, BUS and MIR given
before training disrupted memory formation – reflected by the failure to
43
discriminate between the two enclosed arms in the test session, whereas FLU
did not interfere with the memory formation; (3) acute restraint stress impaired
task retrieval (Figure 2 and 3) and only the treatment with fluoxetine reverse this
impairment (Figure 2H and 3D); (4) DZP and BUS induced an anxiolytic effect –
reflected by increased percentage of time spent in the open arms and risk
assessment behaviors during training (Table 2), while FLU had no effects on
anxiety (Table 2 and Figure 4); (5) administration of DZP increased the
locomotor activity of the animals whereas MIR decreased exploration of the
apparatus (Table 3).
As mentioned, analysis of the enclosed arms exploration and the
percentage time spent in aversive arm in the training session provides
indication that anxiolytic drugs may disrupt learning and retrieval of the aversive
memory. Diazepam was, therefore, the only drug that impaired learning per se,
because irrespective of stress condition the groups that received this drug did
not show preference for the NAV arm in the training session. Furthermore,
these groups showed increased %TAV compared to Cont-Sal group, indicating
impairment of the aversive memory. Conversely, buspirone and mirtazapine did
not impair the learning of the task, but caused a deficit of retrieval, as suggested
by the fact that the animals treated with these drugs, whether stressed or not,
did not exhibit preference for the NAV compared to the AV arm. Mice
administered with fluoxetine, stressed or not, preferred NAV arm compared to
the AV arm in the training session and this preference was maintained in the
test session, showing that this drug affected neither learning nor retrieval, and
also reversed the deficits caused by acute restraint stress.
Diazepam is a benzodiazepine with action on GABAA receptors, which
are present in the amygdala and hippocampus, both involved in the formation of
memories (Fritschy & Mohler, 1995). While NMDA, beta-adrenergic and
muscarinic receptors stimulate and strengthen synaptic mechanisms, GABA A
receptors inhibit this process and down-regulate the formation of new memories
(Izquierdo et al., 1992; McGaugh & Izquierdo, 2000; Orzelska et al., 2013;
Joksimovic et al., 2013). Our results corroborates this idea, because the
administration of DZP disrupted learning of the task and, as a consequence, the
animals showed deficit in memory retrieval. Moreover, not only GABAergic
44
neurotransmission but also other neurotransmitters can modulate cognitive
processes as learning/memory. There is considerable evidence of the
involvement of noradrenaline in the improvement of memory formation when
administered intra-hippocampus (Izquierdo et al., 2000) and amygdala (Clayton
& Williams, 2000; Hatfield & McGaugh, 1999). Mirtazapine is an antidepressant
drug with noradrenergic and serotonergic actions, which is an alpha-2adrenergic receptor antagonist on presynaptic neurons, increasing the release
of both noradrenaline (NA) and serotonin (5-HT). Suggested that the
noradrenergic influence in the moment of learning would reflect a labile shortterm memory. After this learning, a release of additional noradrenaline would be
required, as a reinforcing mechanism for the memory to be consolidated and
stored in a long-term memory trace (Gibbs & Summers, 2002). Thereby, this
hypothesis could explain why animals treated with MIR could learn the task but
did retrieve it the aversive memory. It is possible that another stimulus or an
additional release of noradrenaline between the acquisition and consolidation
periods would be necessary to reinforce the mechanisms to consolidate
memory.
The role of serotonin in learning and memory has also been
investigated (Meneses & Perez-Garcia, 2007; Nitsche, 2011). There are
serotonergic projections to brain areas involved in memory, including the
hippocampus and cortex (Meneses & Perez-Garcia, 2007). Buspirone is a
serotonin 5-HT1A receptor partial agonist. 5-HT1A receptors are presynaptic
autoreceptors present in the raphe nuclei or postsynaptic receptors located in
the hippocampus, amygdala, and other areas of the cortico-limbic system, and
have a modulatory effect on learning and memory. Stimulation of the
autoreceptors decreases neuronal firing rate, and decreasing of 5-HT release in
projection
areas
(Meneses
&
Perez-Garcia,
2007).
Administration
of
serotonin 5-HT1A receptor partial agonists impairs retrieval of an aversive
memory when administered before training, but not in its acquisition. This
suggests that these drugs disrupt the processing of the aversive stimulus, but
not the reaction to it (Quarterrmain et al., 1993). Anterograde amnesia is also
described after activation of the 5-HT1A receptor (Quarterrnain et al., 1993;
45
Mendelson et al., 1993). In this context, our results corroborate the retrieval
deficit of the aversive task in groups administered with buspirone.
The selective serotonin reuptake inhibitor (SSRI) fluoxetine increases
the availability of serotonin in the synaptic cleft (Hjorth & Auerbach, 1995). It
has been shown that serotonin reuptake inhibitors increase the expression of
fear memories (Ravinder at el., 2013), in addition to playing a fundamental role
in cognitive processes (Meneses et al., 2011; Tellez et al., 2010). For example,
pre- and post-training administration of fluoxetine improves memory acquisition
and consolidation in auditory fear conditioning and passive avoidance tasks in
rats (Ravinder et al., 2013; Meneses & Hong, 1995), in agreement with our
data. In our results, the previous administration of fluoxetine in mice did not
affect acquisition and retrieval and reversed the deficit caused by acute stress.
Regarding the effects of acute stress, it has been shown that a single
session of restraint stress increases corticosterone levels in rodents (Li et al.,
2012; Busnardo et al., 2013). Our results demonstrated that restraint stress did
not interfere with the learning of the task because all animals showed a
preference for the NAV compared to the AV arm in the training session (Figure
2). Notwithstanding, there was a disruption in the retrieval of the task. Indeed,
stressed animals showed increased %TAV when compared to saline-treated
animals, as well as a lack of preference for the NAV arm. Despite the acute
stress response being regarded as an adaptive mechanism, some key factors
can modulate the effects of stress on the formation of the new memories, such
as the levels of glucocorticoids, type or intensity of the stressor, the interval
between the stressor and learning, and the phase of the memory process
(acquisition, consolidation or retrieval) that the stressor is applied (McEwen &
Sapolsky, 1995; Kim et al., 2001). Diamond et al. (1992) showed that the
relationship between glucocorticoids concentrations in the hippocampus and
memory performance exhibit an inverted-U shaped curve, revealing improved
consolidation when the stressor is applied after the training session. Further, the
participation of the amygdala, which facilitates the processing of emotional
memories, is suggested. Conversely, previous studies showed that animals
submitted to acute stress before an aversive memory training do not display
learning impairment, but show disruption of memory retrieval (Smeets, 2011; de
46
Quervain et al., 1998; de Quervain et al., 2000). Rocher et al. (2004)
demonstrated that a single 30-minute long stressor inhibits synaptic plasticity in
the hippocampus-prefrontal cortex circuit of the rodent’s brain, suggesting that
probably the acute deleterious action of glucocorticoids in the hippocampus
interfere with long-term storage in this structure, but does not affect its role in
expressing memory formation (Conrad et al., 2009). Considering this hypothesis
and the fact that fluoxetine reversed the memory deficit caused by the acute
stressor, perhaps the increase the levels of serotonin, even sharply, was able to
surpass the negative effects of glucocorticoids. In line with this reasoning, other
studies demonstrated that fluoxetine reverses memory deficit caused by an
acute stressor in the object recognition task (Hage et al., 2004), suggesting that
this drug’s effect opposes the negative impact of stress on memory. Blockade of
deleterious effects of stress on memory also may result from the fact that
fluoxetine restores the synaptic plasticity previously inhibited by stress (Rocher
et al., 2004).
It has been reported that high doses of diazepam or buspirone promote
an exaggerated activation of the HPA axis with consequent increase in the
release of glucocorticoids (Vargas et al., 2001; Matheson et al., 1988; Nash &
Meltzer, 1991; Maes et al., 1996), while chronic administration of mirtazapine
and fluoxetine decrease the activation of this axis (Schule et al., 2006; Jazayeri
et al., 2010; Scharnholz et al., 2010; Piwowarska et al., 2012). However, the
interaction between anxiolytics and antidepressants in stressed animals in
modulating learning and memory is still contradictory and understudied.
Concerning anxiety-like behavior, studies have shown that anxiety can
interfere with the locomotor activity of the animals in the elevated plus-maze,
given that it modulates the motivation to explore the apparatus. Thus, an
increase or decrease in anxiety could lead to a decrease or increase,
respectively, in the locomotor activity (Pellow et al., 1985). Furthermore, it has
been shown that restraint stress promotes changes in locomotor activity and
anxiety when tested in the elevated plus-maze 24 or 48h after the restraint
session (Mendonça & Guimarães, 1998; Padovan et al., 2000; Padovan &
Guimarães, 2000; Busnardo et al., 2013), leading to decreased exploration of
the open arms. This indicates that a previous aversive situation (restraint) can
47
modify the behavior of the animal when it is exposed to a new aversive situation
(maze), reinforcing the aversive situation (Padovan et al., 2000; Padovan &
Guimarães, 2000). However, in the present study we did not observe alterations
in locomotor activity or in anxiety parameters in the groups Str-Sal (in all
experiments). The behavioral test was perfomed within 2 hours after the stress
session, indicating that a longer interval is probably necessary for these
alterations to emerge (Padovan & Guimarães, 2000). Moreover, these changes
vary according to the type and duration of the restraint stress session and also
to behavioral paradigm used (Padovan et al., 2000; Padovan & Guimarães,
2000; Chotiwat & Harris, 2006; Navarro-Francés & Arenas, 2014).
Studies evaluating systemic administration of benzodiazepines report
that, depending on the experimental settings, these drugs may exert a bimodal
effect on locomotor activity and that this effect can be influenced by emotional
reactivity, such as anxiety, or a possible habituation to the behavioral task
(Savic et al., 2006; Vlainic & Pericic, 2009). Furthermore, the modulation of
GABA neurotransmission can cause increase or decrease of risk assessment in
different experimental conditions (Sorregotti et al., 2013; Pellow, 1985), and this
effect can be reduced in stressed animals (Sun, 2013). In the present study,
Cont-DZP group exhibited increased locomotion in the training session, which
might have been related to anxiolitic effect of this drug, as evidenced by the
increased exploration of the open arms and increased UHD. Our results also
suggest that stress might have attenuated the anxiolytic effect of this drug,
since Str-DZP group showed no change in locomotor activity, or open arms
exploration, even though it also decreased PHD and SAP in the training
session.
Treatment with mirtazapine at 10 mg/kg is widely used in the literature
associated with different behavioral tasks, but there are no reports of changes
in locomotor activity, despite the evidence of anxiolytic effect (Kakui, et al.,
2009; Rogóz, 2010). However, Wezenberg et al. (2005), in a 7-day treatment of
volunteers, demonstrated a strong sedative effect of mirtazapine. In addition, a
previous study from our lab demonstrated that a 19-day treatment with MIR
decreased the locomotor activity of rats in the PMDAT, corroborating our
findings that MIR induced sedation, clearly evidenced by the decrease in
48
locomotor activity shown by Cont-MIR and Str-MIR groups. Corroborating this
effect, there was a decrease in the %TOA by Str-MIR group and a reduction of
all parameter settings of risk assessment by Cont-MIR and Str-MIR groups in
the training session. Probably due to this sedative effect, it is was not possible
to detect the anxiolytic action of this drug in this task. Beyond the action on
alpha-2-adrenergic receptors, mirtazapine also induces blockade of histamineH1 receptors (de Boer, 1996), a possible mechanism that explains the
hypolocomotion observed in our results. Despite this fact, it is clear that the
groups of animals treated with MIR prefered the NAV arm compared to the AV
arm during the training session, but not in the test session, suggesting that MIR
did not affect learning, but caused a deficit in the retrieval of the task.
Studies on the effects of buspirone also present controversial results
regarding the locomotor activity and anxiety in the plus-maze. Majercsik and
collaborators (2003) reported that a single administration of 6 mg/kg or 10
mg/kg of BUS, 30 minutes before the exposure to the maze, caused a decrease
in locomotor activity, %TOA and percent of risk assessment in rodents, while
the dose of 3 mg/kg, in the same protocol, did not alter locomotion or exertes
any effects on %TOA and risk assessment. On the other hand, Griebel and
collaborators (1997) reported that 1 mg/Kg, 30 minutes before exposure to the
maze, had no effect in %TOA, but decreased risk assessment. Thus, as noticed
in our data, it is evident that lower doses of BUS did not alter locomotor activity
but exerted an anxiolytic effect in rodents, even under stress, since the ContBUS and Str-BUS groups showed no change in locomotor activity alteration bret
decreased the frequency of PHD and SAP. Our results showed that the groups
administered with BUS, irrespective of stress condition, learned the task, but did
not retriev the memory. Further, this deficit appeared to be larger than the deficit
caused by the restraint stress in this phase of memory.
Clinically, the anxiogenic effect of acute treatment with FLU is well
described. It is caused by the peak of extracellular serotonin (5-HT), which
inhibits the firing rate of serotonergic neurons, thus decreasing the
neurotransmitter content in synaptic cleft. Conversely, an anxiolytic effect is
obtained by its chronic administration, with normalization of the 5-HT levels,
underlying the therapeutic effects of this drug (Hjorth & Auerbach, 1995).
49
However, in the literature, the effects of acute and chronic administration of
fluoxetine on anxiety and on the locomotor activity are contradictory, possibly
due to the fact that most studies use healthy animals, besides the large range of
doses and animal models used. Thus, it has been reported that a chronic (22day) or acute administration of 5 mg/Kg fluoxetine increase anxiety and
decrease locomotor activity in the elevated plus-maze (Silva et al., 1999). On
the other hand, acute treatment with 10 mg/kg showed an anxiogenic effect of
FLU by decreasing %TOA and risk assessment, and also a hipolocomotor
effect in the elevated plus-maze. In that same protocol, chronic administration
for 15 days did not reveal alterations on anxiety or locomotor activity (Silva &
Brandão, 2000). Griebel and collaborators (1999) managed to find the
anxiogenic effect of the acute administration of FLU in the plus-maze only with
an interval of 24 hours after your administration. Thus, in our work, a 30 minute
interval would not be sufficient for this observation. It was also shown that the
effect of stress did not interfere with the anxiogenic effect of fluoxetine
described above (Robert et al., 2011). However, previous studies showed no
modification in locomotor activity and anxiety (Holmes & Rodgers, 2003; Melo et
al., 2012), corroborating our results.
In the test sessions of the experiments performed with all drugs, there
were no differences in locomotor activity or percentage of total time spent in the
open arms (% TOA). These results are probably related to the absence of
stressor and the pharmacological effect, as administration of drugs and stress
were applied only before the training session. In addition, there was probably
the habituation caused by the second exposure to the apparatus, which
decreases motivation to explore (File & Zangrossi, 1993; Holmes & Rodgers
1998; Rodgers & Shepherd, 1993).
5. Conclusions
The results confirm the learning deficit and anxiolytic effect of DZP,
widely reported in the literature, can still be seen in stressed animals. Except for
FLU, all drugs used induced retrieval deficits. Under our experimental
conditions, acute restraint stress impaired retrieval of the aversive task, without
50
any effects on locomotor activity and anxiety in the PMDAT. Only the acute
administration of fluoxetine was able to reverse this deficit, which may suggest
a modulatory role of serotonin on the process of consolidation of an aversive
memory. In general, despite some experimental manipulations have caused
alterations in anxiety and locomotor parameters, these effects did not interfere
with the evaluation of learning and memory.
6. References:
Aguilera, G. HPA axis responsiveness to stress: Implications for healthy aging.
Experimental Gerontology, 46: 90–95, 2011.
American Psychiatric Association. Diagnostic and Statistical Manual of Mental
Disorders. 5th ed. Washington DC: American Psychiatric Press; 2013.
Baldwin, D.S. and Garner, M. How effective are current drug treatments for
anxiety disorders, and how could they be improved? Handbook of Anxiety and
Fear, 17: 395-411, 2008.
Banaco, R.A. and Zamignani, D.R. An analytical-behavioral panorama on the
anxiety disorders. Em T. C. C. Grassi (Org.), Contemporary challenges in the
behavioral approach: A Brazilian overview, 9-26, 2004.
Blanchard, R.J., Blanchard, D.C., Weiss, S.M. and Meyer, S. The effects of
ethanol and diazepam on reactions to predatory odors. Pharmacol. Biochem.
Behav. 35: 775-780, 1990.
Brodkin, J., Busse,C., Sukoff, S.J. and Varney, M.A. Anxiolytic-like activity of
the mGluR5 antagonist MPEP: A comparison with diazepam and buspirone.
Pharmacology, Biochemistry and Behavior, 73: 359–366, 2002.
Busnardo, C., Alves, F.H.F., Crestani, C.C., Scopinho, A.A., Resstel, L.B.M.,
and Correa, F.M.A. Paraventricular nucleus of the hypothalamus glutamate
neurotransmission modulates autonomic, neuroendocrine and behavioral
responses
to
acute
restraint
stress
in
rats.
European
Neuropsychopharmacology, 23: 1611–1622, 2013.
Calzavara, M.B., Lopez, G.B., Abílio, V.C., Silva, R.H. and Frussa-Filho, R.
Role of anxiety levels in memory performance of spontaneously hypertensive
rats. Behav Pharmacol, 15: 545-53, 2004.
Chotiwat, C., and Harris, R.B.S. Increased anxiety-like behavior during the poststress period in mice exposed to repeated restraint stress. Hormones and
Behavior, 50: 489-495, 2006.
51
Chrousos, G.P., Laue, L., Nieman, L.K., Kawai, S., Udelsman, R.U., Brandon,
D.D. and Loriaux, D.L. Glucocorticoids and glucocorticoid antagonists: Lessons
from RU 486. Kidney Int. Suppl, 26: 18-S23, 1998.
Clayton, E.C. and Williams C.L. Adrenergic activation of the nucleus tractus
solitarius potentiates amygdala norepinephrine release and enhances retention
performance in emotionally arousing and spatial memory tasks. Behavioural
Brain Research, 112: 151–158, 2000.
Conrad, C.D., Wright, R.L. and McLaughlin, K.J. Stress and Vulnerability to
Brain Damage. Encyclopedia of Neuroscience, 481–488, 2009.
de Boer, T.H., Nefkens, F., van Helvoirt, A. and van Delft, A.M. Differences in
modulation of noradrenergic and serotonergic transmission by the alpha-2
adrenoceptor antagonists, mirtazapine, mianserin and idazoxan. J Pharmacol E
xp Ther, 77: 852– 60, 1996.
de Boer, S. F., Van der Gugten, J. and Slangen, J. L. Brain benzodiazepine
receptor-mediated effects on plasma catecholamine and corticosterone
concentrations in rats. Brain Res Bull, 24: 843-847, 1990.
de Quervain, D. J., Roozendaal, B. and McGaugh, J. L.. Stress and
glucocorticoids impair retrieval of long-term spatial memory. Nature, 394: 787–
790, 1998.
de Quervain, D. J., Roozendaal, B., Nitsch, R. M., McGaugh, J. L. and Hock, C.
Acute cortisone administration impairs retrieval of long-term declarative memory
in humans. Nature Neuroscience, 3: 313–314, 2000.
Diamond, D.M., Bennett, M.C., Fleshner, M. and Rose, G.M. Inverted-U
relationship between the level of peripheral corticosterone and magnitude of
hippocampal primed burst potentiation. Hippocampus, 2:421– 430, 1992.
Drapier, D., Bentué-Ferrer, D., Laviolle, B., Millet, B., Allain, H., Bourin, M., and
Reymannb, J.M. Effects of acute fluoxetine, paroxetine and desipramine on rats
tested on the elevated plus-maze. Behavioural Brain Research, 176: 202–209,
2007.
File, S. E. and Zangrossi, H., Jr. "One-trial tolerance" to the anxiolytic actions of
benzodiazepines in the elevated plus-maze, or the development of a phobic
state? Psychopharmacology (Berl), 110: 240-244, 1993.
Fritschy, J.M. and Mohler, H. GABAA-receptor heterogeneity in the adult rat
brain: differential regional and cellular distribuition of seven major subunits. J
Comp Neurol Therap, 359: 154-94, 1995.
52
Gibbs, M.E. and Summers, R.J. Effects of glucose and 2-deoxyglucose on
memory formation in the chick: interaction with β3-adrenoceptor agonists.
Neuroscience, 114: 69–79, 2002.
Graeff, F.G., Garcia-Leal, C., Del-Ben, C.M. and Guimarães, F.S. Does the
panic attack ativate the hypothalamic-pituitary-adrenal axis? An Acad. Bras.
Cienc. 77: 477-491, 2005.
Griebel, G., Cohena, C., Perraulta, G. and Sangera, D.J. Behavioral Effects of
Acute and Chronic Fluoxetine in Wistar–Kyoto Rats. Physiology & Behavior, 67:
325-320, 1999.
Griebel, G., Rodgers, R.J., Perrault, G. and Sanger, D.J. Risk Assessment
Behaviour: Evaluation of Utility in the Study of 5-HT-Related Drugs in the Rat
Elevated Plus-Maze Test. Pharmacology Biochemistry and Behavior, 57: 817–
827, 1997.
Hage, W.E., Peronny, S., Griebel,G. and Belzung, C. Impaired memory
following predatory stress in mice is improved by fluoxetine. Progress in NeuroPsychopharmacology and Biological Psychiatry. 28: 123–128, 2004.
Harada, A., Shiosaka, S., Ishikawa, Y. and Komai, S. Acute stress increases
neuropsin mRNA expression in the mouse hippocampus through the
glucocorticoid pathway. Neuroscience Letters, 436: 273–277, 2008.
Hatfield, T. and McGaugh J.L. Norepinephrine infused into the basolateral
amygdala posttraining enhances retention in a spatial water maze task.
Neurobiology of Learning and Memory, 71: 232–239, 1999.
Hjorth, S. and Auerbach, S.B. 5-HT1A autoreceptors and the mode of action of
selective serotonin reuptake inhibitors (SSRI). Behavioural Brain Research, 73:
281-283, 1995.
Holmes, A. and Rodgers.R.J. Prior exposure to the elevated plus-maze
sensitizes mice to the acute behavioral effects of fluoxetine and phenelzine.
European Journal of Pharmacology, 459: 221– 230, 2003.
Holmes, A. and Rodgers, R. J. Responses of Swiss-Webster mice to repeated
plus-maze experience: further evidence for a qualitative shift in emotional state?
Pharmacol Biochem Behav, 60: 473-488, 1998.
Izquierdo, I., da Cunha, C., Rosat, R., Jerusalinsky, D., Ferreira, M. B. and
Medina, J. H. Neurotransmitter receptors involved in post-training memory
processing by the amygdala, medial septum, and hippocampus of the rat.
Behav Neural Biol, 58: 16-26. 1992.
Izquierdo, L.A., Vianna, M., Barros, D.M., Mello e Souza, T., Ardenghi, P.,
Sant’Anna M.K., Rodrigues, C., Medinam, J.H. and Izquierdo, I. Short- and
long-term memory are differentially affected by metabolic inhibitors given into
53
hippocampus and entorhinal cortex. Neurobiology of Learning and Memory, 73:
141–149, 2000.
Jazayeri, S., Keshavarz, S.A., Tehrani-Doost, M., Djalali, M., Hosseini, M.,
Amini, H., Chamari, M. and Djazayery, A. Effects of eicosapentaenoic acid and
fluoxetine on plasma cortisol, serum interleukin-1beta and interleukin-6
concentrations in patients with major depressive disorder. Psychiatry Research,
178: 112–115, 2010.
Joksimovic, S., Divljakovic, J., Linn, M.L.V., Varagic,Z., Brajkovic, G.,
Milinkovic, M.M., Yin, W., Timic, T., Sieghart, W., Cook, J.M. and Savic, M.M.
Benzodiazepine-induced spatial learning deficits in rats are regulated by the
degree
of
modulation
of
a1
GABAA
receptors.
European
Neuropsychopharmacology, 23: 390–399, 2013.
Kakui, N., Yokoyama, F., Yamauchi, M., Kitamura, K., Imanishi, T., Inoue, T.
and Koyama, T. Anxiolytic-like profile of mirtazapine in rat conditioned fear
stress model: Functional significance of 5-hydroxytryptamine 1A receptor and
α1-adrenergic receptor. Pharmacology, Biochemistry and Behavior, 92: 393–
398, 2009.
Kessler, R.C., Birnbaum, H.G., Shahly, V., Bromet, E., Hwang, I., McLaughlin,
K.A., Sampson, N., Andrade, L.H., de Girolamo, G., Demyttenaere, K., Haro,
J.M., Karam, A.N., Kostyuchenko, S., Kovess, V., Lara, C., Levinson,
D., Matschinger, H., Nakane, Y., Browne, M.O., Ormel, J., Posada-Villa,
J., Sagar, R. and Stein, D.J. Age differences in the prevalence and co-morbidity
of DSM-IV major depressive episodes: results from the WHO World Mental
Health Survey Initiative. Depress Anxiety, 27: 351-64, 2010.
Kim, J.J., Lee, H.J., Han, J.S. and Packard, M.G. Amygdala is critical for stressinduced modulation of hippocampal long-term potentiation and learning. J
Neurosci, 21: 5222-5228, 2001.
Li, S., Fan, Y., Wang, W. and Tang, Y. Effects of acute restraint stress on
different components of memory as assessed by object-recognition and objectlocation tasks in mice. Behavioural Brain Research, 227: 199–207, 2012.
Lupien, S.J. and McEwen, B.S. The acute effecs of corticosteroids on
cognition: Integration of animal and human model studies. Brain Research
Reviews, 24: 1-27, 1997.
Maes,M., Gastel, A.V., Meltzer, H.Y., Cosyns, P., Blockx, P. and Desnyder, R.
Acute administration of buspirone increases the escape of hypothalamicpituitary-adrenal-axis hormones from suppression by dexamethasone in
depression. Psychoneuroendocrinology, 21: 6741, 1996.
Majercsik, E., Haller, J., Leveleki, C., Baranyi, J., Halász, J. and Rodgers, R.J.
The effect of social factors on the anxiolytic efficacy of buspirone in male rats,
male mice, and men. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological
Psychiatry, 27: 1187–1199, 2003.
54
Matheson, G. K., Gage, G., White, G., Dixon, V., and Gipson, D. A comparison
of twe effects of buspirone and diazepam on plasma corticosterone levels in rat.
Neuropharmacology, 27: 823-830, 1988.
McEwen, B.S. Eiland, L., Hunter, R.G. and Miller, M.M. Stress and anxiety:
Structural plasticity and epigenetic regulations a consequence of stress.
Neuropharmacology, 62: 3-12, 2012.
McEwen, B.S. The neurobiology of stress: From serendipity to clinical
relevance. Brain Research, 886: 172–189, 2000.
McEwen, B.S. and Sapolsky, R.M. Stress and cognitive function. Curr Opin
Neurobiol, 5:205–216, 1995.
McGaugh, J. L. and Izquierdo, I. The contribution of pharmacology to research
on the mechanisms of memory formation. Trends Pharmacol Sci, 21: 208-210,
2000.
Melo, T.G., Izídio, G.S., Ferreira, L.S., Sousa, D.S., Macedo, P.T., Cabral, A.,
Ribeiro, A.M. and Silva, R.H. Antidepressants differentially modify the extinction
of an aversive memory task in female rats. Progress in Neuro-Psychopharmaco
logy & Biological Psychiatry, 37: 33–40, 2012.
Mendelson, S.D., Quartermain, D., Francisco, T. and Sherrer, A., 5-HT1A
receptor agonists induce anterograde amnesia in mice. European Journal of
Pharmacology, 236: 177–182, 1993.
Mendonça, F.H. and Guimarães, F.S. Intra-hippocampal administration of
cycloheximide attenuates the restraint-induced exploratory deficit of an elevated
plus maze. Behavioural Brain Research, 91: 207–211, 1998.
Meneses, A. and Hong, E. Effect of fluoxetine on learning and memory involves
multiple 5-HT systems. Pharmacology Biochemistry and Behavior, 52: 341-346,
1995.
Meneses, A., Perez-Garcia, G., Ponce-Lopez, T., Tellez, R. and Castillo, C.
Serotonin transporter and memory. Neuropharmacology, 61: 355-363, 2011.
Meseses, A. and Prez-Garcia, G. 5-HT1A receptors and memory. Neuroscience
& Biobehavioral Reviews, 31: 705-727, 2007.
Munguba, H., Cabral, A., Leão, A.H.F.F., Barbosa, F.F., Izídio, G.S., Ribeiro,
A.M. and Silva, R.H. Pre-training anandamide infusion within the basolateral
amygdala impairs plus-maze discriminative avoidance task in rats.
Neurobiology of Learning and Memory, 95: 527-533, 2011.
Nash, J.F. and Meltzer, H.Y. Effects of chronic fluoxetine treatment on 5hydroxytryptamine agonist-induced hormone secretion in depressed patients. In
55
G. Nappi (Ed.), Headache and Depression: Serotonin Pathways as a Common
Clue, Raven Press, 163-180, 1991.
Navarro -Francés, C.I. and Arenas, M.C. Influence of trait anxiety on the effects
of acute stress on learning and retention of the passive avoidance task in male
and female mice. Behavioural Processes, 105: 6-14, 2014.
Nishikawa, H., Hata, T., Itoh, E. and Funakami, Y. A role for corticotropinreleasing factor in repeated cold stress-induced anxiety-like behavior during
forced swimming and elevated plus-maze tests in mice. Biol Pharm Bull., 27:
352-6, 2004.
Nitsche, M.A. Impact of dopamine and serotonine on plasticity in humans.
Neuroscience Research, 71: 21, 2011.
Orzelska,J., Talarek, S., Listos,J. and Fidecka, S. Effects of NOS inhibitors on
the benzodiazepines-induced memory impairment of mice in the modified
elevated plus-maze task. Behavioural Brain Research, 244: 100– 106, 2013.
Padovan, C.M. and Guimarães, F.S. Restraint-induced hypoactivity in an
elevated plus-maze. Brazilian Journal of Medical and Biological Research, 33:
79-83, 2000.
Padovan, C.M., Del Bel, E.A. and Guimarães, F.S. Behavioral effects in the
elevated plus maze of an NMDA antagonist injected into the dorsal
hippocampus: influence of restraint stress. Pharmacology, Biochemistry and
Behavior, 67: 325-330, 2000.
Pellow, S., Chopin, P., File, S.E. and Briley, M. Validation of open : closed arm
entries in an elevated plus-maze as a measure of anxiety in the rat. J Neurosci
Methods, 14: 149–167, 1985.
Piwowarska, J., Chimiak, A., Matsumoto, H., Dziklińska, A., Radziwoń-Zaleska,
M., Szelenberger, W. and Pachecka, J. Serum cortisol concentration in patients
with major depression after treatment with fluoxetine. Psychiatry Research, 198:
407–411, 2012.
Quartermain, D., Clemente, J. and Shemer, A. 5-HT1A agonists disrupt
memory of fear conditioning in mice. Biological Psychiatry, 33: 247–254, 1993.
Ravinder, S., Burghardt, N.S., Brodsky, R., Bauer, E.P. and Chattarji S. A role
for the extended amygdala in the fear-enhancing effects of acute selective
serotonin reuptake inhibitor treatment. Transl Psychiatry, 3: 209, 2013.
Ribeiro, A.M., Barbosa, F.F., Godinho, M.R., Fernandes, V.S., Munguba,
H., Melo, T.G., Barbosa, M.T., Eufrasio, R.A., Cabral, A. and Izídio, G.S. Sex
differences in aversive memory in rats: Possible role of extinction and reactive
emotional factors. Brain and Cognition, 74: 145-151, 2010.
56
Robert, G., Drapiera, D., Bentué-Ferrerb, D., Renaultc, A. and Reymann, J.M.
Acute and chronic anxiogenic-like response to fluoxetine in rats in the elevated
plus-maze: Modulation by stressful handling. Behavioural Brain Research, 220:
344–348, 2011.
Rocher, C., Spedding, M., Munoz, C. and Jay, T.M. Acute stress-induced
changes in hippocampal/prefrontal circuits in rats: effects of antidepressants.
Cereb Cortex, 14: 224-9, 2004.
Rodgers, R. J. and Shepherd, J. K. Influence of prior maze experience on
behaviour and response to diazepam in the elevated plus-maze and light/dark
tests of anxiety in mice. Psychopharmacology (Berl), 113: 237-242, 1993.
Rogóz, S. Effects of co-treatment with mirtazapine and low doses of risperidone
on immobility time in the forced swimming test in mice. Pharmacological
Reports, 62: 1191-1196, 2010.
Sapolsky, R.M. "Endocrinology of the Stress Response," in Behavioral
Endocrinology, eds. J. Becker et al. (Cambridge, MA: MIT Press) 409-450,
2002.
Savic, M.M. Obradovic, D.I., Ugresic, N.D., Cook, J.M., Yin, W., Linn, M.V. and
Bokonjić, D.R. Benzodiazepine site inverse agonists and locomotor activity in
rats: Bimodal and biphasic influence. Pharmacology, Biochemistry and
Behavior, 84: 35–42, 2006.
Scharnholz, B., Weber-Hamann, B., Lederbogen, F., Schilling, C., Gilles, M.,
Onken, V., Frankhauser, P., Kopf, D. and Deuschle, M. Antidepressant
treatment with mirtazapine, but not venlafaxine, lowers cortisol concentrations in
saliva: A randomised open trial. Psychiatry Research, 177: 109–113, 2010.
Schule, C., Baghai, T.C., Eser, D., Zwanger, P., Jordan, M. and Buechs, R.
Time course of hypothalamic–pituitary–adrenocortical axis activity during
treatment with reboxetine and mirtazapine in depressed patients.
Psychopharmacology, 186: 601–11, 2006.
Selye, H. The stress concept. Can Med Assoc J, 115: 718, 1976.
Silva, M.T.A., Alves, C.R.R. and Santarem, E.M.M. Anxiogenic-like effect of
acute and chronic fluoxetine on rats tested on the elevated plus-maze. Brazilian
Journal of Medical and Biological Research, 32: 333-339, 1999.
Silva, R.C. and Brandao, M.L. Acute and chronic effects of gepirone and
fluoxetine in rats tested in the elevated plus-maze: an ethological analysis.
Pharmacol Biochem Behav, 65: 209-216, 2000.
Silva, R.H. and Frussa-Filho, R. The plus-maze discriminative avoidance task: a
new model to study memory-anxiety interactions. Effects of chlordiazepoxide
and caffeine. Journal of Neurosciences Methods, 102: 117-125, 2000.
57
Smeets, T. Acute stress impairs memory retrieval independent of time of day.
Psychoneuroendocrinology, 36: 495–501, 2011.
Sorregotti, T., Mendes-Gomes, J., Rico, J.L., Rodgers, R.J. and Nunes-deSouza, R.L. Ethopharmacological analysis of the open elevated plus-maze in
mice. Behavioural Brain Research, 246: 76–85, 2013.
Stroth, N. and Eiden, L.E. Stress hormone synthesis in mouse hypothalamus
and adrenal gland triggered by restraint is dependent on pituitary adenylate
cyclase-activating polypeptide signaling. Neuroscience,165: 1025–1030, 2010.
Sun, Y., Evans, J., Russell,B., Kydd, R. and Connor, B. A benzodiazepine
impairs the neurogenic and behavioural effects of fluoxetine in a rodent model
of chronic stress. Neuropharmacology, 72: 20-28, 2013.
Tellez, R., Rocha, L., Castillo, C. and Meneses, A. Autoradiographic study of
serotonin transporter during memory formation. Behavioural Brain Research,
212: 12-26, 2010.
Van De Kar, L.D. and Blair, M.L. Forebrain Pathways Mediating Stress-Induced
Hormone Secretion. Frontiers in Neuroendocrinology, 20: 1-48, 1999.
Vargas, M.L., Abella, C., and Hernandez, J. Diazepam increases the
hypothalamic-pituitary-adrenocortical (HPA) axis activity by a cyclic AMPdependent mechanism. British Journal of Pharmacology, 133: 1355-1361, 2001.
Vlainic, J. and Pericic, D. Effects of acute and repeated zolpidem treatment on
pentylenetetrazole-induced seizure threshold and on locomotor activity:
Comparison with diazepam. Neuropharmacology, 56: 1124–1130, 2009.
Wezenberg, E., Verkes, R.J., Sabbe, B.G.C., Ruigt, G.S.F. and Hulstijn, W.
Drug-induced sedation in healthy volunteers: different profiles for Iorazepam,
mirtazapine,
olanzapine
and
haloperidol.
European
Neuropsychopharmacology, 15: S612-S613, 2005.
58
4. CONCLUSÃO GERAL:
Em conclusão, os resultados do presente estudo evidenciaram os
efeitos ansiolíticos dos fármacos diazepam e buspirona em baixas doses. Além
disso, o diazepam promoveu um efeito deletério na aquisição de uma nova
memória aversiva. Relatamos o efeito sedativo da mirtazapina na dose
escolhida para camundongos, o que não prejudicou a avaliação da
aprendizagem e memória desse fármaco. Ademais, um único evento de
estresse por contenção antes do treino, não interferiu na aprendizagem da
tarefa, mas prejudicou sua evocação, demonstrando possivelmente uma
influência do estresse na consolidação da memória. E, principalmente a
administração aguda de fluoxetina, depois do estresse e antes do treino,
reverteu o prejuízo de memória aversiva causado pelo estresse, sugerindo que
uma alteração nos níveis de serotonina mesmo que agudamente pode
influenciar o processo de consolidação de uma memória aversiva. Entretanto,
outros experimentos são necessários a fim de confirmar essa hipótese.
59
5. PERSPECTIVAS:
Avaliar a resposta fisiológica ao estresse e aos tratamentos com os
fármacos pela dosagem do hormônio corticosterona no plasma.
60
6. REFERÊNCIAS GERAIS:
Abel, T. and Lattal, K.M. Molecular mechanisms of memory acquisition,
consolidation and retrieval. Curr Opin Neurobiol, 11: 180-187, 2001.
Aguilera, G. HPA axis responsiveness to stress: Implications for healthy aging.
Experimental Gerontology, 46: 90–95, 2011.
Almeida-Filho, N., Mari, J.J., Coutinho, E.; França, J.F., Fernandes, J., Andreoli,
S.B. and Busnello, E.D. Brazilian multicentric study of psychiatric morbidity –
Methodological features and prevalence estimates. Br J Psychiatry, 171: 524-9,
1997.
American Psychiatric Association. Diagnostic and Statistical Manual of Mental
Disorders. 5th ed. Washington DC: American Psychiatric Press; 2013.
Ampuero, E., Stehberg, J., Gonzalez, D., Besser, N., Ferrero, M., Diaz-Veliz,
G., Wyneken, U. and Rubio, F.J. Repetitive fluoxetine treatment affects longterm memories but not Learning. Behavioural Brain Research, 247: 92– 100,
2013.
Andó, R.D., Ádori, C., Kirilly, E., Molnár, E., Kovács, G.G., Ferrington, L., Kelly,
P.A.T. and Bagdy, G. Acute SSRI-induced anxiogenic and brain metabolic
effects are attenuated 6 months after initial MDMA-induced depletion.
Behavioural Brain Research, 207: 280–289, 2010.
Andrade, L.H., Wang, Y.P., Andreoni, S., Silveira, C.M., Alexandrino-Silva,C.,
Siu, E.R., Nishimura, R., Anthony, J.C., Gattaz, W.F., Kessler, R.C. and Viana,
M.C. Mental Disorders in Megacities: Findings from the São Paulo Megacity
Mental Health Survey, Brazil. Plos One, 7: 1-11, 2012.
Andrews, J.S., Bloks, S.J. and Jansen, H.M. Comparative effects of mirtazapine
and other antidepressant drugs on learning In male long Evans rats. Biological
Psychiatry, 42: 238S, 1997.
Baldwin, D.S. and Garner, M. How effective are current drug treatments for
anxiety disorders, and how could they be improved? Handbook of Anxiety and
Fear, 17: 395-411, 2008.
Banaco, R.A. and Zamignani, D.R. An analytical-behavioral panorama on the
anxiety disorders. Em T. C. C. Grassi (Org.), Contemporary challenges in the
behavioral approach: A Brazilian overview, 9-26, 2004.
Barbosa, F.F., Pontes, I.M.O., Ribeiro, S., Ribeiro, A.M. and Silva, R.H.
Differential roles of the dorsal hippocampal regions in the acquisition of spatial
and temporal aspects of episodic-like memory. Behavioural Brain Research,
232: 269-277, 2012.
61
Blanchard, R.J., Blanchard, D.C., Weiss, S.M. and Meyer, S. The effects of
ethanol and diazepam on reactions to predatory odors. Pharmacol. Biochem.
Behav. 35: 775-780, 1990.
Bliss, T.V. and Lomo T. Long-lasting potentiation of synaptic transmission in the
dentate area of the anaesthetized rabbit following stimulation of the perforant
path. J Physiol, 232: 331–356, 1973.
Brenner, E.D., Stahlberg, R., Mancuso, S., Vivanco, J., Baluška, F. and
Volkenburgh, E. Plant neurobiology: an integrated view of plant signaling.
Trends in Plant Science, 11: 413-419, 2006.
Brodkin, J., Busse,C., Sukoff, S.J. and Varney, M.A. Anxiolytic-like activity of
the mGluR5 antagonist MPEP: A comparison with diazepam and buspirone.
Pharmacology, Biochemistry and Behavior, 73: 359–366, 2002.
Brody, M.T., Larner, J., Minneman, K.P. and Wecker, L.
Humana, 4a Edição, Editora Elsevier, p. 285, 2006.
Farmacologia
Busnardo, C., Alves, F.H.F., Crestani, C.C., Scopinho, A.A., Resstel, L.B.M.,
and Correa, F.M.A. Paraventricular nucleus of the hypothalamus glutamate
neurotransmission modulates autonomic, neuroendocrine and behavioral
responses
to
acute
restraint
stress
in
rats.
European
Neuropsychopharmacology, 23: 1611–1622, 2013.
Buynitsky, T. and Motofsky, D.I. Restraint stress in biobehavioral research:
Recent developments. Neuroscience and Biobehavioral Reviews, 33: 1089–
1098, 2009.
Chrousos, G.P., Laue, L., Nieman, L.K., Kawai, S., Udelsman, R.U., Brandon,
D.D. and Loriaux, D.L. Glucocorticoids and glucocorticoid antagonists: Lessons
from RU 486. Kidney Int. Suppl, 26: 18-23, 1998.
Chung, M, Chung, H.K., Kim, T.Y. and Choi, J.H. Effect of mirtazapine on
memory function of patients with posttraumatic stress disorder. European
Neuropsychopharmacology, 17: S522, 2007.
Cordioli, A.V. e Colaboradores. Psicofármacos Consulta rápida. 4ª edição.
Editora Artmed, 2010.
de Boer, T.H., Nefkens, F., van Helvoirt, A. and van Delft, A.M. Differences in
modulation of noradrenergic and serotonergic transmission by the alpha-2
adrenoceptor antagonists, mirtazapine, mianserin and idazoxan. J Pharmacol E
xp Ther, 77: 852– 60, 1996.
Deakin, J.B., Aitken, M.R., Dowson, J.H., Robbins, T.W. and Sahakian, B.J.
Diazepam produces disinhibitory cognitive effects in male volunteers.
Psychopharmacology (Berl), 173: 88-97, 2004.
62
Degonda, N., Mondadori, C.R.A., Bosshardt, S., Schmidt, C.F., Boesiger,
P., Nitsch, R.M., Hock, C. and Henke, K. Implicit associative learning engages
the hippocampus and interacts with explicit associative learning. Neuron 46:
505–520, 2005.
Drapier, D., Bentué-Ferrer, D., Laviolle, B., Millet, B., Allain, H., Bourin, M., and
Reymannb, J.M. Effects of acute fluoxetine, paroxetine and desipramine on rats
tested on the elevated plus-maze. Behavioural Brain Research, 176: 202–209,
2007.
Deakin, J.F.W. and Graeff, F.G. 5-HT e os mecanismos de defesa . J
Psychopharmacol, 5: 305 – 315, 1991.
Eichenbaum, H. Hippocampus: mapping or memory? Curr Biol., 10: R785-7,
2010.
Elzinga, B.M. and Roelofs, K. Cortisol-induced impairments of working memory
require acute sympathetic activation. Behav Neurosci, 119: 98-103, 2005.
Fink, G. Stress: Definition and History. Encyclopedia of Neuroscience, 549-555,
2009.
Forray, M.I. and Gyslin, K. Role of noradrenergic projections to the bed nucleus
of the stria terminalis in the regulation of the hypothalamic–pituitary–adrenal
axis. Brain Research Reviews, 47: 145-160, 2004.
Fritschy, J.M. and Mohler, H. GABAA-receptor heterogeneity in the adult rat
brain: differential regional and cellular distribuition of seven major subunits. J
Comp Neurol Therap, 359: 154-94, 1995.
Fuller, R.W., Wong, D.T. and Robertson, D.W. Fluoxetine, a selective inhibitor
of serotonin uptake. Med. Res. Rev. 11:17-34, 1991.
Graeff, F.G. On serotonin and experimental anxiety. Psychopharmacology
(Berl). 163: 3-4, 2002.
Graeff, F.G., Garcia-Leal, C., Del-Ben, C.M. and Guimarães, F.S. Does the
panic attack ativate the hypothalamic-pituitary-adrenal axis? An Acad. Bras.
Cienc. 77: 477-491, 2005.
Guimarães, F.S., Del Bel, E.A., Padovan, C.M., Mendonça Netto, S. and Titzede-Almeida, R. Hippocampal 5-HT receptors and consolidation of stressful
memories. Behavioural Brain Research, 58: 133-139, 1993.
Harvey, B.H. and Shahid, M. Metabotropic and ionotropic glutamate receptors
as neurobiological targets in anxiety and stress-related disorders: Focus on
pharmacology and preclinical translational models. Pharmacology, Biochemistry
and Behavior, 100: 775– 800, 2012.
63
Hata, T., Nishikawa, H., Itoh, E. and Funakami, Y. Anxiety-Like Behavior in
Elevated Plus-Maze Tests in Repeatedly Cold-Stressed Mice. Jpn. J
Pharmacol, 85: 189-196, 2001.
Henke, K. A model for memory systems based on processing modes rather
than consciousness. Nat Rev Neurosci., 11: 523-32, 2010.
Henke, K., Mondadori, C.R., Treyer, V., Nitsch, R.M. and Buck, A. and Hock, C.
Nonconscious formation and reactivation of semantic associations by way of the
medial temporal lobe. Neuropsychologia, 41: 863–876, 2003a.
Henke, K., Treyer, V., Nagy, E.T., Kneifel, S., Dürsteler, M., Nitsch, R.M.
and Buck, A. Active hippocampus during nonconscious memories. Conscious.
Cogn. 12: 31–48, 2003b.
Hogg, S.A. Review of the Validity and Variability of the Elevated Plus-Maze as
an Animal Model of Anxiety. Pharmacology Biochemistry and Behavior, 54: 2130, 1996.
Jazayeri, S., Keshavarz, S.A., Tehrani-Doost, M., Djalali, M., Hosseini, M.,
Amini, H., Chamari, M. and Djazayery, A. Effects of eicosapentaenoic acid and
fluoxetine on plasma cortisol, serum interleukin-1beta and interleukin-6
concentrations in patients with major depressive disorder. Psychiatry Research,
178: 112–115, 2010.
Joksimovic, S., Divljakovic, J., Linn, M.L.V., Varagic,Z., Brajkovic, G.,
Milinkovic, M.M., Yin, W., Timic, T., Sieghart, W., Cook, J.M. and Savic, M.M.
Benzodiazepine-induced spatial learning deficits in rats are regulated by the
degree
of
modulation
of
a1
GABAA
receptors.
European
Neuropsychopharmacology, 23: 390–399, 2013.
Kakui, N., Yokoyama, F., Yamauchi, M., Kitamura, K., Imanishi, T., Inoue, T.
and Koyama, T. Anxiolytic-like profile of mirtazapine in rat conditioned fear
stress model: Functional significance of 5-hydroxytryptamine 1A receptor and
α1-adrenergic receptor. Pharmacology, Biochemistry and Behavior, 92: 393–
398, 2009.
Kim, J.J., Lee, H.J., Han, J.S. and Packard, M.G. Amygdala is critical for stres
s-induced modulation of hippocampal long-term potentiation and learning. J
Neurosci, 21: 5222-5228, 2001.
Kodish, I., Rockhill, C., Ryan, S. and Varley, C. Pharmacotherapy for anxiety
disorders in children and adolescents. Pediatr Clin N Am, 58: 55–72, 2011.
Kometiani, P.A., Aleksidze, N.G. and Klein, E.E. The neurochemical correlates
of memory. Progress in Neurobiologly, 18: 181-229, 1982.
Koolhaas, J.M., Bartolomucci, A., Buwalda, B., Boer, S.F. De, Flügge, G., Korte,
S M., Meerlo, P., Murison, R., Olivier, B., Palanza, P., Richter-levin, G., Sgoifo,
A., Steimer, T., Stiedl, O., Van-Dijk, G., Wöhr, M. and Fuchs, E. Stress
64
revisited: a critical evaluation of the stress concept. Neuroscience and
Biobehavioral Reviews, 35: 1291–1301, 2011.
Korte, S.M., Koolhaasb, J.M., Wingfieldc, J.C. and McEwen, B.S. The darwinian
concept of stress: Benefits of allostasis and costs of allostatic load and the
trade-offs in health and disease. Neuroscience and Biobehavioral Reviews, 29:
3–38, 2005.
Lapmanee, S., Charoenphandhu, J. and Charoenphandhu, N. Beneficial effects
of fluoxetine, reboxetine, venlafaxine, and voluntary running exercise in
stressed male rats with anxiety- and depression-like behaviors. Behavioural
Brain Research, 250: 316– 325, 2013.
Lepine, J.P. The epidemiology of anxiety disorders: prevalence and societal
costs. J Clin Psychiatry, 14: 4-8, 2002.
Lister, R.G. The use of a plus-maze to measure anxiety in the mouse.
Psychopharmacology (Berlin), 92: 180–185, 1987.
López-Rubalcava, C., Cruz, S.L. and Fernández-Guasti, A. Blockade of the
anxiolytic-like action of ipsapirone and buspirone, but not that of 8-OH-DPAT,
by adrenalectomy in male rats. Psychoneuroendocrinology, 24: 409–422: 1999.
Lupien, S.J. and McEwen, B.S. The acute effecs of corticosteroids on cognition:
Integration of animal and human model studies. Brain Research Reviews, 24: 127, 1997.
Lynch, M.A. Long-Term Potentiation and Memory. Physiol Rev, 84: 87–136,
2004.
Maes, M., Gastel, A.N., Meltzer, H.Y., Cosyns, P., Blockx, P. and Desnyder, R.
Acute administration of buspirone increases the escape of hypothalamicpituitary-adrenal-axis hormones from suppression by dexamethasone in
depression. Psychoneuroendocrinology, 21: 6741, 1996.
Majercsik, E., Haller, J., Leveleki, C., Baranyi, J., Halász, J. and Rodgers, R.J.
The effect of social factors on the anxiolytic efficacy of buspirone in male rats,
male mice, and men. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological
Psychiatry, 27: 1187–1199, 2003.
Markowitsch, H.J. and Staniloiu, A. Memory, autonoetic consciousness, and the
self. Consciousness and Cognition, 20: 16–39, 2011.
Martin, E.I., Ressler, K.J., Binder, E. and Nemeroff, C.B. The neurobiology of
anxiety disorders: brain imaging, genetics, and psychoneuroendocrinology.
Clinics in Laboratory Medicine, 32: 865-891, 2010.
Matheson, G. K., Gage, G., White, G., Dixon, V., and Gipson, D. A comparison
of twe effects of buspirone and diazepam on plasma corticosterone levels in rat.
Neuropharmacology, 27: 823-830, 1988.
65
McEwen, B.S. The neurobiology of stress: From serendipity to clinical
relevance. Brain Research, 886: 172–189, 2000.
McEwen, B.S., Eiland, L., Hunter, R.G. and Miller, M.M. Stress and anxiety:
Structural plasticity and epigenetic regulations a consequence of stress.
Neuropharmacology, 62: 3-12, 2012.
Mechanic, M.B., Resick, P.A. and Griffin, M.G. A comparison of normal
forgetting, psychopathology, and information-processing models of reported
amnesia for recent sexual trauma. J Consult Clin Psychol, 66: 948-957, 1998.
Melo, T.G., Izídio, G.S., Ferreira, L.S., Sousa, D.S., Macedo, P.T., Cabral, A.,
Ribeiro, A.M. and Silva, R.H. Antidepressants differentially modify the extinction
of an aversive memory task in female rats. Progress in Neuro-Psychopharmaco
logy & Biological Psychiatry, 37: 33–40, 2012.
Mendonça, F.H. and Guimarães, F.S. Intra-hippocampal administration of
cycloheximide attenuates the restraint-induced exploratory deficit of an elevated
plus maze. Behavioural Brain Research, 91: 207–211, 1998.
Moal L.M. Historical approach and evolution of the stress concept: A personal
account. Psychoneuroendocrinology, 32: 3–9, 2007.
Muñoz-Torres, Z., Armony, J.L., Trejo-Martínez, D., Conde, R. and CorsiCabrera, M. Behavioural and neural effects of diazepam on a rule-guided
response selection task. Neuroscience Research, 70: 260-268, 2011.
Nater, U.M., Moor, C., Okere, U., Stallkamp, R., Martin, M., Ehlert, U. and
Kliegel, M. Performance on a declarative memory task is better in high than low
cortisol responders to psychosocial stress. Mem Cognit. 22: 326-343, 2007.
Netto, S.M., Silveira, R., Coimbra, N.C., Joca, S.R. and Guimaraes, F.S.
Anxiogenic effect of median raphe nucleus lesion in stressed rats. Prog
Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry, 26: 1135-1141, 2002.
Nutt, D.J. The pharmacology
Therapeutics, 233-266, 1990.
of
human
anxiety.
Pharmacology
and
Orzelska,J., Talarek, S., Listos,J. and Fidecka, S. Effects of NOS inhibitors on
the benzodiazepines-induced memory impairment of mice in the modified
elevated plus-maze task. Behavioural Brain Research, 244: 100– 106, 2013.
Pacak, K. and McCarty, R. Acute stress response: Experimental. Encyclopedia
of Stress, 1: 7-14, 2007.
Packard, M.G. Anxiety, cognition, and habit: A multiple memory systems
perspective. Brain Research, 1293: 121-128, 2009.
66
Padovan, C.M. and Guimaraes, F.S. Attenuation of behavioral consequences of
immobilization stress by intra-hippocampal microinjection of zimelidine. Braz J
Med Biol Res, 26: 1085-1089, 1993.
Padovan, C.M. and Guimarães, F.S. Restraint-induced hypoactivity in an
elevated plus-maze. Brazilian Journal of Medical and Biological Research, 33:
79-83, 2000.
Padovan, C.M., Del Bel, E.A. and Guimarães, F.S. Behavioral effects in the
elevated plus maze of an NMDA antagonist injected into the dorsal
hippocampus: influence of restraint stress. Pharmacology, Biochemistry and
Behavior, 67: 325-330, 2000.
Pavlides,C., Watanabe,Y., Magarinos, A.M. and McEwen, B.S. Opposing roles
of type i and type ii adrenal steroid receptors in hippocampal long-term
potentiation. Neuroscience, 68: 387-394, 1995.
Pellow, S., Chopin, P., File, S.E. and Briley, M. Validation of open : closed arm
entries in an elevated plus-maze as a measure of anxiety in the rat. J Neurosci
Methods, 14: 149–167, 1985.
Piwowarska, J., Chimiak, A., Matsumoto, H., Dziklińska, A., Radziwoń-Zaleska,
M., Szelenberger, W. and Pachecka, J. Serum cortisol concentration in patients
with major depression after treatment with fluoxetine. Psychiatry Research, 198:
407–411, 2012.
Rapanelli, M., Frick, L.R., Bernardez-Vidal, M. and Zanutto, B.S. Different MK801 administration schedules induce mild to severe learning impairments in an
operant conditioning task: Role of buspirone and risperidone in ameliorating
these cognitive déficits. Behavioural Brain Research, 257: 156– 165, 2013.
Ribeiro, A.M., Barbosa, F.F., Munguba, H., Costa, M.S.M.O., Cavalcante, J.S.
and Silva, R.H. Basolateral amygdala inactivation impairs learned (but not
innate) fear response in rats. Neurobiology of Learning and Memory, 95: 433440, 2011.
Robert, G., Drapier, D., Bentué-Ferrer, D., Renault, A., and Reymann, J.M.
Acute and chronic
anxiogenic-like
response to fluoxetine in rats in
the elevated plus-maze: Modulation by stressful handling. Behavioural Brain
Research, 220: 344-348, 2011.
Rowan, M.J., Cullen W.K. and Moulton, B. Buspirone impairment of
performance of passive avoidance and spatial learning tasks in the rat.
Psychopharmacology, 100: 393-398, 1990.
Sapolsky, R.M. "Endocrinology of the Stress Response," in Behavioral
Endocrinology, eds. J. Becker et al. (Cambridge, MA: MIT Press) 409-450,
2002.
67
Scharnholz, B., Weber-Hamann, B., Lederbogen, F., Schilling, C., Gilles, M.,
Onken, V., Frankhauser, P., Kopf, D. and Deuschle, M. Antidepressant
treatment with mirtazapine, but not venlafaxine, lowers cortisol concentrations in
saliva: A randomised open trial. Psychiatry Research, 177: 109–113, 2010.
Schmidt, R. Cell-adhesion molecules in memory formation. Behavioral Brain
Research, 66: 65-72, 1995.
Schule, C., Baghai, T.C., Eser, D., Zwanger, P., Jordan, M. and Buechs, R.
Time course of hypothalamic–pituitary–adrenocortical axis activity during
treatment with reboxetine and mirtazapine in depressed patients.
Psychopharmacology, 186: 601–11, 2006.
Schwabe, L., Dalm, S., Schachinger, H. and Oitzl, M.S. Chronic stress
modulates the use of spatial and stimulus-response learning strategies in mice
and man. Neurobiol Learn Mem. 90: 495-503, 2008.
Schwabe, L., Oitzl, M.S., Philippsen, C., Richter, S., Bohringer, A., Wippich, W.
and Schachinger, H. Stress modulates the use of spatial versus stimulusresponse learning strategies in humans. Learn Mem, 14:109-116, 2007.
Schwabe, L., Wolf, O.T. and Oitzl, M.S. Memory formation under stress:
Quantity and quality. Neurosci Biobehav Ver, 34: 584-591, 2010.
Selye, H. A Syndrome produced by diverse nocuous agents. Nature, 138: 3232, 1936.
Selye, H. The stress concept. Can Med Assoc J, 115: 718, 1976.
Silva, R.C. and Brandao, M.L. Acute and chronic effects of gepirone and
fluoxetine in rats tested in the elevated plus-maze: an ethological analysis.
Pharmacol Biochem Behav, 65: 209-216, 2000.
Silva, R.H. and Frussa-Filho, R. The plus-maze discriminative avoidance task: a
new model to study memory-anxiety interactions. Effects of chlordiazepoxide
and caffeine. Journal of Neurosciences Methods, 102: 117-125, 2000.
Squire, L. R. and Zola S.M. Structure and function of declarative and nondeclarative memory systems. PNAS, 93: 13515-13522, 1996.
Sorregotti, T., Mendes-Gomes, J., Rico, J.L., Rodgers, R.J. and Nunes-deSouza, R.L. Ethopharmacological analysis of the open elevated plus-maze in
mice. Behavioural Brain Research, 246: 76–85, 2013.
Stahl, S.M. Psicofarmacologia, Base Neurocientífica e Aplicações Práticas,
2°ed. Ed. Medsi. 2002.
Strac, D.S., Muck-Seler, D. and Pivac, N. The involvement of noradrenergic
mechanisms in the suppressive effects of diazepam on the hypothalamicpituitary-adrenal axis activity in female rats. Croat Med J, 53: 214–223, 2012.
68
Sun, Y., Evans, J., Russell,B., Kydd, R. and Connor, B. A benzodiazepine
impairs the neurogenic and behavioural effects of fluoxetine in a rodent model
of chronic stress. Neuropharmacology, 72: 20-28, 2013.
Suzuki, Y., Itoh, H., Abe, T., Tatsuta, R., Sato, Y. and Takeyama, M.
Mirtazapine suppresses the increases in plasma levels of adrenocorticotropic
hormone and neuropeptide Y under continual stress exposure. Biomedicine &
Aging Pathology, 2: 1–5, 2012.
Teixeira, R., Zangrossi J.R.H. and Graeff, F.G. Behavioral Effects of Acute and
Chronic Imipramine in the Elevated T-Maze Model of Anxiety. Pharmacology
Biochemistry and Behavior, 65: 571-576, 2000.
Tulving, E. The origin of autonoesis in episodic memory. In H. L. Roediger, J. S.
Nairne, I. Neath, & A. M. Suprenant (Eds.), The nature of remembering: Essays
in honor of Robert G. Crowder. Washington, D.C.: American Psychological
Association, xix: 17-34, 2001.
Tulving, E. Episodic memory: From mind to brain. Annual Review of
Psychology, 53, 1-25, 2002.
Ulrich-Lai Y.M. and Herman J. Neural regulation of endocrine and autonomic
stress response. Nature Reviews – Neuroscience, 10: 30-409, 2009.
Van de Kar, L.D. and Blair, M.L. Forebrain Pathways Mediating Stress-Induced
Hormone Secretion. Frontiers in Neuroendocrinology, 20: 1-48, 1999.
Vargas, M.L., Abella, C., and Hernandez, J. Diazepam increases the
hypothalamic-pituitary-adrenocortical (HPA) axis activity by a cyclic AMPdependent mechanism. British Journal of Pharmacology, 133: 1355-1361, 2001.
White, N.M. and McDonald, R.J. Multiple parallel memory systems in the brain
of the rat. Neurobiology of Learning and Memory, 77: 125–184, 2002.
Yehuda, R. Post-traumatic stress disorder. N. Engl. J. Med, 346: 108–114,
2002.
7.
69
7. ANEXO:
Carta de aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa da UFRN
70