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https://hdl.handle.net/10316/24966
Title: | Nitric oxide mediates neurovascular coupling in the brain effect of polyphenols in animal models of Alzheimer's disease | Authors: | Fonseca, Ana rita de Jesus Alves da | Orientador: | Laranjinha, João | Keywords: | Óxido nítrico; Acoplamento Neurovascular; Polifenóis; Doença de Alzheimer; Neuroinflamação | Issue Date: | 2012 | Place of publication or event: | Coimbra | Abstract: | O
cérebro,
mais
do
que
qualquer
outro
órgão,
é
criticamente
dependente
de
um
fornecimento
contínuo
de
sangue.
Em
resultado
da
actividade
neuronal
elevada,
necessita
de
oxigénio
e
glicose
rapidamente
e
em
grande
quantidade
de
um
modo
espacialmente
relacionado
com
picos
de
actividade
metabólica
dos
neurónios.
Assim,
para
além
da
regulação
extrínseca
do
fluxo
através
do
“output”
cardíaco,
o
fluxo
sanguíneo
necessário
para
o
cérebro
é
assegurado
por
um
acoplamento
espacial
e
temporal
entre
a
actividade
neuronal
e
a
microcirculação
cerebral
correlacionada,
que
através
de
mecanismos
específicos,
permitem
um
aumento
do
fluxo
sanguíneo
numa
determinada
região,
permitindo
deste
modo,
o
suprimento
de
nutrientes
energéticos,
bem
como
a
eliminação
de
resíduos
decorrentes
da
actividade
neuronal.
Esta
fina
associação
permite
deste
modo,
regular
o
fluxo
sanguíneo
cerebral
(CBF)
local.
O
paradigma
actual
para
este
acoplamento
envolve
uma
ponte
astrocítica
entre
neurónios
e
vasos.
Neste
trabalho
explora-‐se
uma
via
alternativa
que
envolve
a
difusão
isotrópica
do
óxido
nítrico
dos
neurónios
até
aos
vasos
sanguíneos,
induzindo
aumento
localizado
de
fluxo
em
função
da
actividade
neuronal.
Por
outro
lado,
é
sabido
que
alterações
vasculares,
ao
interromper
estes
mecanismos
vasoregulatórios
que
asseguram
um
fornecimento
adequado
de
CBF,
causam
disfunção
cerebral,
levando
a
diferentes
patologias,
nomeadamente
em
doenças
neurodegenerativas
como
a
doença
de
Alzheimer.
Assim,
através
de
medição
directa
das
dinâmicas
de
concentração
de
óxido
nítrico
in
vivo,
em
tempo
real
e,
mais
ainda,
em
simulatâneo
com
alterações
de
CBF
no
cérebro
de
animais
normais
e
de
animais
manifestando
condições
neuropatológicas
(através
da
administração
de
Aβ1-‐42
assim
como
de
Lipopolissacarídeo),
este
trabalho
fornece
novas
perspectivas
sobre
o
acoplamento
neurovascular,
associado
ao
envelhecimento
e
neurodegeneração,
onde
polifenóis
provenientes
da
dieta
como
a
curcumina
e
a
epicatequina,
evidenciaram
um
potencial
modulador
neste
processo
de
acoplamento. The brain, more than any other organ, is critically dependent on a continuous supply of blood. Due to the high neuronal activity, it needs oxygen and glucose, faster or in greater quantities and in a way that the energy demands imposed by neuronal activity are spatially and temporally correlated with susbtrate delivery by bloof flow. Thus, in addition to the regulation of bloof flow by extrinsic factors (cardiac output) the brain has the ability to regulate the blood flow intrinsically. This is ensured by a tight connection between the neuronal activity and cerebral microcirculation, which through specific mechanisms, allow an increase of blood flow in a region (functional hyperemia), thereby enabling the supply of nutrients energy and the disposal of waste arising from neuronal activity. This neurovascular coupling induces a chain of complex biological mechanisms, resulting in a joint action between neurons, glia and blood vessels, called the neurovascular unit. This fine combination allowing the regulation of cerebral blood flow (CBF) has been mechanistically assigned to than astrocytic bridge between neurons and blood vessels. Here, we explore an alternative hypothesis encompassing the isotropic diffusion of nitric oxide from neurons towards blood vessels, thus inducing vasodilation. It is known that vascular impairment interrupt these vasoregulatory mechanisms, which ensure the adequate supply of CBF, causing brain dysfunction and leading to different diseases including the neurodegenerative, such as Alzheimer'. This work aims to clarify the role of nitric oxide as a neuromodulator in the control of neuronal blood flow, as well as explain the influence of dietary polyphenol compounds (curcumin and epicatechin) in the bioavailability of neuronal nitric oxide. Thus, by means of in vivo and real-‐time measuring NO concentration dynamics in rat brain in simultaneous with measurement of CBF changes in normal animals and animal models of Alzheimer, expressing neuropathological signs (by administration of Aβ1-‐42 as well as Lipopolysaccharide), this study provides new insights into the neurovascular coupling associated with aging and neurodegeneration, where dietary polyphenols such as curcumin and epicatechin, are evidenced as potential modulator in this coupling process. |
Description: | Dissertação de mestrado em Bioquímica, apresentada ao Departamento de Ciências da Vida da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra. | URI: | https://hdl.handle.net/10316/24966 | Rights: | openAccess |
Appears in Collections: | UC - Dissertações de Mestrado FCTUC Ciências da Vida - Teses de Mestrado |
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