Publicação

Patterns of brain activation in european seabass (Dicentrarchus labrax) with different coping styles

Detalhes bibliográficos
Resumo:	Numa população existem diferenças comportamentais entre os indivíduos que a constituem. No entanto essa variação não é aleatória, mas sim consistente tanto a um nível intra- como inter-individual e acompanhada por diferenças a um nível fisiológico. Existe uma consistência intra-individual, pois cada indivíduo possui um conjunto de comportamentos constante ao longo do tempo e em diferentes situações. A consistência inter-individual prende-se com o facto de existirem pelo menos dois grupos, cada grupo constituído por indivíduos que possuam o mesmo conjunto de comportamentos associados. A titulo de exemplo, animais mais agressivos são normalmente mais ousados (do inglês bold) na aproximação a um predador (associação entre comportamentos) enquanto que indivíduos menos agressivos também são menos ousados. Esse nível de agressividade é dirigida tanto a conspecíficos como indivíduos de outras espécies (consistência em diferentes situações) e ao longo do tempo. Estas diferenças foram também observadas em resposta ao stress, e neste fala-se de coping style. Deste modo um coping style é um conjunto de comportamentos e alterações fisiológicas que ocorrem em resposta a um stress, consistente ao longo do tempo e em diferentes situações e é característico de um determinado grupo de indivíduos de uma população. Tendo em conta que os coping styles são um contínuo de estratégias, existem duas estratégias que se encontram nos dois extremos do contínuo: proactivos e reactivos. Estas estratégias encontramse em diferentes taxa do reino animal. A um nível comportamental os indivíduos proactivos apresentam maiores níveis de agressividade, são mais ousados e têm baixa latência para atacar. Contrariamente, os indivíduos reactivos apresentam baixos níveis de agressividade, são menos ousados e têm uma alta latência para atacar. A um nível fisiológico, os proactivos em relação aos reactivos possuem uma menor reatividade do eixo hipotálamo-hipófise-adrenal (HPA, do inglês Hypothalamic–Pituitary–Adrenal), uma maior atividade do sistema nervoso simpático, uma menor produção de cortisol após uma situação de stress, uma menor densidade de projeções de neurónios libertadores de vasopressina (AVP) para o septo lateral, e consequentemente uma menor libertação de AVP para o septo lateral em condições de stress e níveis de mRNA de receptores de serotonina mais elevados no hipocampo. Tendo em conta estas diferenças, nomeadamente as diferenças a num nível neuronal, fomos averiguar se existiam diferentes padrões de atividade neural em robalo (Dicentrarchus labrax) com diferentes coping styles. Para isso seis áreas foram selecionadas: parte lateral do telencéfalo dorsal (Dl) [que foi dividida em divisão dorsal da Dl (Dld), e divisão ventral da Dl (Dlv)], a parte medial do telencéfalo dorsal (Dm), o núcleo ventral do telencéfalo ventral (Vv), o núcleo supracomissural do telencéfalo ventral (Vv) e a área préoptica (POA). As áreas candidatas foram escolhidas devido à sua importância não só para o sistema mesolímbico de recompensa (do inglês mesolymbic reward system), parte mas também pela sua relevância na regulação do eixo HPI (homólogo ao eixo HPA dos mamíferos), importante para a regulação na resposta ao stress. ´ Estudos anteriores demonstraram que diferentes coping styles faziam diferentes avaliações de um mesmo estímulo, e o sistema mesolímbico de recompensa é apontado como a rede neuronal onde a avaliação de um estimulo é processada. Fazem parte deste sistema a Dl, a Dm, a Vv e a Vs. Além disso, o septo lateral (homólogo em mamífero da Vv) e a extendend amygdala (homólogo em mamífero da Vs) fazem parte do circuito central de stress, um circuito do sistema nervoso central que regula a resposta ao stress. Desse circuito faz também parte a POA, que apesar de não pertencer ao sistema mesolímbico de recompensa, foi escolhida como área candidata devido ao seu importante papel na regulação do eixo HPI. Neste estudo os genes de ativação imediata (IEG; do inglês immediate early gene) foi utilizada como repórteres de atividade sináptica, devido às suas características. Os IEG são expressos de uma forma rápida e transiente em resposta a estímulos extracelulares, sem a necessidade de síntese de novo de proteínas, pois utilizam factores de transcrição expressos constitutivamente. Nos neurónios, existe alteração de expressão de IEGs após ocorrer uma sinapse e por essa razão estes genes são bons repórteres de atividade sináptica. Os genes escolhidos foram o c-fos e o egr-1, IEGs que codificam factores de transcrição (existem também outros IEGs que codificam para proteínas executoras), pois ambos têm o pico máximo de expressão aos 30min após o final do estímulo. Vários estudos demonstraram que o stress altera a expressão de IEGs no cérebro, pelo que é possível que diferentes coping styles possuam diferentes padrões de ativação cerebral. Este trabalho teve como objectivo averiguar se diferentes coping styles possuem diferentes padrões de ativação neuronal em zonas especificas do cérebro importantes para a regulação do stress e avaliação de estímulos. Para tal, recorreremos à expressão de IEGs como repórteres de atividade sináptica. A espécie utilizada foi o robalo (Dicentrarchus labrax), uma espécie que tem tido cada vez mais importância a nível comercial, com o consumo de robalo a aumentar imenso nas últimas décadas, tanto o robalo selvagem como o criado em cativeiro, ou seja em aquacultura. A importância dos coping styles de animais criados em aquacultura prende-se com o facto do bem estar animal. Vários estudos têm apontado que os indivíduos proactivos têm uma maior facilidade em ser criados em cativeiro do que indivíduos reactivos que, devido às suas características, têm maior dificuldade em se alimentar, passando por longos períodos de jejum. Uma triagem preliminar de indivíduos proactivos e reactivos assim como estabelecer um rácio de indivíduos de cada um dos coping styles seria óptimo tanto para os animais como para os comerciantes, pois teriam menos perdas de animais. A experiência comportamental deste trabalho foi realizada por outro laboratório e é consistido por duas partes: (i) triagem de coping styles, onde os indivíduos foram caracterizados como proactivos, intermédios e reactivos e (ii) uma experiência de stress onde indivíduos de cada coping style ficaram em confinamento durante trinta minutos e depois esperaram outros 30 minutos de forma a atingirem o pico de IEGs antes de serem sacrificados. Indivíduos controlo de cada coping style eram sacrificados sem passar pela experiência de stress. Os resultados da expressão génica mostraram que o c-fos é um melhor repórter que o egr-1 para esta situação de stress e para esta população de robalo. Para além disso, quando analisando cada área individualmente, existe efeito do stress, com aumento de expressão génica na Dld e diminuição na Vv, Vs e POA nos indivíduos stressados em relação aos controlos, o que sugere um aumento de atividade neural na Dld e um decréscimo de atividade na Vv, Vs e POA. No entanto, não existe efeito do coping style. A Vv, Vs e POA são áreas com um efeito inibitório do núcleo préoptico (NPO), onde se encontram os neurónios que libertam CRF (do inglês Corticotropin-Releasing Factor) e desencadeia a ativação do eixo hipotálamopituitária- interrenal (HPI; homólogo ao eixo HPA em mamíferos). Propomos então que, numa situação de stress, em conjunto com a ativação de áreas que promovem a atividade do NPO, há uma diminuição de atividade destas áreas inibitórias de forma a reforçar a ativação do NPO. Quando analisamos cada fenótipo composto (i.e. combinação do tratamento e coping style) observamos uma diferença entre controlo e stress apenas para a POA dos indivíduos intermédios. Propomos então que os coping styles mais extremos (i.e. proactivos e reactivos) têm uma expressão de IEGs mais rápida e transiente do que os indivíduos intermédios e que a POA poderá ser a última área a voltar ao estado basal numa resposta ao stress. Finalmente, analisámos o estado neurogenómico, i.e. o número e padrão de co-activação das áreas cerebrais estudadas. Com esta análise voltámos a verificar que o c-fos é melhor repórter que o egr-1 nesta situação especifica, pois apenas para o c-fos o estado neurogenómico era preditor tanto do coping style como do estado de stress do indivíduo. Tanto quanto sabemos este resultado é a primeira demonstração da teoria da rede de tomada de decisão social (do inglês social decision making network), onde o sistema mesolímbico de recompensa é parte integrante, de que um fenótipo é melhor explicado pela interação da rede neuronal, do que observando cada área isoladamente.
Autores principais:	Monteiro, André Filipe Martins de Almeida Tacão, 1989-
Assunto:	Fisiologia animal Neurobiologia Stress Teses de mestrado - 2015
Ano:	2015
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade de Lisboa
Idioma:	inglês
Origem:	Repositório da Universidade de Lisboa

Descrição
Resumo:	Numa população existem diferenças comportamentais entre os indivíduos que a constituem. No entanto essa variação não é aleatória, mas sim consistente tanto a um nível intra- como inter-individual e acompanhada por diferenças a um nível fisiológico. Existe uma consistência intra-individual, pois cada indivíduo possui um conjunto de comportamentos constante ao longo do tempo e em diferentes situações. A consistência inter-individual prende-se com o facto de existirem pelo menos dois grupos, cada grupo constituído por indivíduos que possuam o mesmo conjunto de comportamentos associados. A titulo de exemplo, animais mais agressivos são normalmente mais ousados (do inglês bold) na aproximação a um predador (associação entre comportamentos) enquanto que indivíduos menos agressivos também são menos ousados. Esse nível de agressividade é dirigida tanto a conspecíficos como indivíduos de outras espécies (consistência em diferentes situações) e ao longo do tempo. Estas diferenças foram também observadas em resposta ao stress, e neste fala-se de coping style. Deste modo um coping style é um conjunto de comportamentos e alterações fisiológicas que ocorrem em resposta a um stress, consistente ao longo do tempo e em diferentes situações e é característico de um determinado grupo de indivíduos de uma população. Tendo em conta que os coping styles são um contínuo de estratégias, existem duas estratégias que se encontram nos dois extremos do contínuo: proactivos e reactivos. Estas estratégias encontramse em diferentes taxa do reino animal. A um nível comportamental os indivíduos proactivos apresentam maiores níveis de agressividade, são mais ousados e têm baixa latência para atacar. Contrariamente, os indivíduos reactivos apresentam baixos níveis de agressividade, são menos ousados e têm uma alta latência para atacar. A um nível fisiológico, os proactivos em relação aos reactivos possuem uma menor reatividade do eixo hipotálamo-hipófise-adrenal (HPA, do inglês Hypothalamic–Pituitary–Adrenal), uma maior atividade do sistema nervoso simpático, uma menor produção de cortisol após uma situação de stress, uma menor densidade de projeções de neurónios libertadores de vasopressina (AVP) para o septo lateral, e consequentemente uma menor libertação de AVP para o septo lateral em condições de stress e níveis de mRNA de receptores de serotonina mais elevados no hipocampo. Tendo em conta estas diferenças, nomeadamente as diferenças a num nível neuronal, fomos averiguar se existiam diferentes padrões de atividade neural em robalo (Dicentrarchus labrax) com diferentes coping styles. Para isso seis áreas foram selecionadas: parte lateral do telencéfalo dorsal (Dl) [que foi dividida em divisão dorsal da Dl (Dld), e divisão ventral da Dl (Dlv)], a parte medial do telencéfalo dorsal (Dm), o núcleo ventral do telencéfalo ventral (Vv), o núcleo supracomissural do telencéfalo ventral (Vv) e a área préoptica (POA). As áreas candidatas foram escolhidas devido à sua importância não só para o sistema mesolímbico de recompensa (do inglês mesolymbic reward system), parte mas também pela sua relevância na regulação do eixo HPI (homólogo ao eixo HPA dos mamíferos), importante para a regulação na resposta ao stress. ´ Estudos anteriores demonstraram que diferentes coping styles faziam diferentes avaliações de um mesmo estímulo, e o sistema mesolímbico de recompensa é apontado como a rede neuronal onde a avaliação de um estimulo é processada. Fazem parte deste sistema a Dl, a Dm, a Vv e a Vs. Além disso, o septo lateral (homólogo em mamífero da Vv) e a extendend amygdala (homólogo em mamífero da Vs) fazem parte do circuito central de stress, um circuito do sistema nervoso central que regula a resposta ao stress. Desse circuito faz também parte a POA, que apesar de não pertencer ao sistema mesolímbico de recompensa, foi escolhida como área candidata devido ao seu importante papel na regulação do eixo HPI. Neste estudo os genes de ativação imediata (IEG; do inglês immediate early gene) foi utilizada como repórteres de atividade sináptica, devido às suas características. Os IEG são expressos de uma forma rápida e transiente em resposta a estímulos extracelulares, sem a necessidade de síntese de novo de proteínas, pois utilizam factores de transcrição expressos constitutivamente. Nos neurónios, existe alteração de expressão de IEGs após ocorrer uma sinapse e por essa razão estes genes são bons repórteres de atividade sináptica. Os genes escolhidos foram o c-fos e o egr-1, IEGs que codificam factores de transcrição (existem também outros IEGs que codificam para proteínas executoras), pois ambos têm o pico máximo de expressão aos 30min após o final do estímulo. Vários estudos demonstraram que o stress altera a expressão de IEGs no cérebro, pelo que é possível que diferentes coping styles possuam diferentes padrões de ativação cerebral. Este trabalho teve como objectivo averiguar se diferentes coping styles possuem diferentes padrões de ativação neuronal em zonas especificas do cérebro importantes para a regulação do stress e avaliação de estímulos. Para tal, recorreremos à expressão de IEGs como repórteres de atividade sináptica. A espécie utilizada foi o robalo (Dicentrarchus labrax), uma espécie que tem tido cada vez mais importância a nível comercial, com o consumo de robalo a aumentar imenso nas últimas décadas, tanto o robalo selvagem como o criado em cativeiro, ou seja em aquacultura. A importância dos coping styles de animais criados em aquacultura prende-se com o facto do bem estar animal. Vários estudos têm apontado que os indivíduos proactivos têm uma maior facilidade em ser criados em cativeiro do que indivíduos reactivos que, devido às suas características, têm maior dificuldade em se alimentar, passando por longos períodos de jejum. Uma triagem preliminar de indivíduos proactivos e reactivos assim como estabelecer um rácio de indivíduos de cada um dos coping styles seria óptimo tanto para os animais como para os comerciantes, pois teriam menos perdas de animais. A experiência comportamental deste trabalho foi realizada por outro laboratório e é consistido por duas partes: (i) triagem de coping styles, onde os indivíduos foram caracterizados como proactivos, intermédios e reactivos e (ii) uma experiência de stress onde indivíduos de cada coping style ficaram em confinamento durante trinta minutos e depois esperaram outros 30 minutos de forma a atingirem o pico de IEGs antes de serem sacrificados. Indivíduos controlo de cada coping style eram sacrificados sem passar pela experiência de stress. Os resultados da expressão génica mostraram que o c-fos é um melhor repórter que o egr-1 para esta situação de stress e para esta população de robalo. Para além disso, quando analisando cada área individualmente, existe efeito do stress, com aumento de expressão génica na Dld e diminuição na Vv, Vs e POA nos indivíduos stressados em relação aos controlos, o que sugere um aumento de atividade neural na Dld e um decréscimo de atividade na Vv, Vs e POA. No entanto, não existe efeito do coping style. A Vv, Vs e POA são áreas com um efeito inibitório do núcleo préoptico (NPO), onde se encontram os neurónios que libertam CRF (do inglês Corticotropin-Releasing Factor) e desencadeia a ativação do eixo hipotálamopituitária- interrenal (HPI; homólogo ao eixo HPA em mamíferos). Propomos então que, numa situação de stress, em conjunto com a ativação de áreas que promovem a atividade do NPO, há uma diminuição de atividade destas áreas inibitórias de forma a reforçar a ativação do NPO. Quando analisamos cada fenótipo composto (i.e. combinação do tratamento e coping style) observamos uma diferença entre controlo e stress apenas para a POA dos indivíduos intermédios. Propomos então que os coping styles mais extremos (i.e. proactivos e reactivos) têm uma expressão de IEGs mais rápida e transiente do que os indivíduos intermédios e que a POA poderá ser a última área a voltar ao estado basal numa resposta ao stress. Finalmente, analisámos o estado neurogenómico, i.e. o número e padrão de co-activação das áreas cerebrais estudadas. Com esta análise voltámos a verificar que o c-fos é melhor repórter que o egr-1 nesta situação especifica, pois apenas para o c-fos o estado neurogenómico era preditor tanto do coping style como do estado de stress do indivíduo. Tanto quanto sabemos este resultado é a primeira demonstração da teoria da rede de tomada de decisão social (do inglês social decision making network), onde o sistema mesolímbico de recompensa é parte integrante, de que um fenótipo é melhor explicado pela interação da rede neuronal, do que observando cada área isoladamente.