| Abstract: | The zebrafish (Danio rerio) is a small freshwater teleost fish, belonging to family Cyprinidae, which can easily be kept in aquariums in laboratories. Most of its genes are already known, and its genome has a similarity with the human genome. Nicotine is an alkaloid that is present in the leaves of tobacco, binding to cholinergic nicotinic receptors in the central and peripheral nervous system that are initially activated and then inhibited. Nicotine stimulates the release of several neurotransmitters including acetylcholine (ACh), which is recognized by nicotinic cholinergic receptors, dopamine, norepinephrine, serotonin and glutamate. Pharmacological and toxicological effects of nicotine exposure have been frequently reported in literature. The neurotransmission mediated by ACh is essential for the proper functioning of the central nervous system. Based on their different affinities by agents that mimic the action of ACh, cholinergic receptors are divided into different classes: muscarinic and nicotinic. The nicotinic receptors are inotropic and recognize the ACh and nicotine. Once released in the synapses, ACh is degraded by the enzyme acetylcholinesterase (AChE) to acetate and choline, the latter being recaptured by the neuron. With the inhibition of AChE, the neurotransmitter ACh is not hydrolized in neuromuscular junctions, causing an abnormal amount of ACh in that area, leading to possible effects toxic. The gene that emodes AChE has been cloned and sequenced and this enzyme activity has been detected in zebrafish brain. Considering that: (i) exposure of nicotine may impair neurobehavioral performance and affect the central nervous system cholinergic pathways; (ii) in zebrafish, nicotine presented an inverted U-shaped dose-response curve with moderate doses improving cognitive function and higher doses having less of a positive effect, and (iii) zebrafish cholinergic system was already described, the aim of this study was to investigate the in vitro and in vivo acute effects of nicotine on acetylcholinesterase activity in zebrafish brain. The effect of nicotine in vitro promoted AChE inhibition at concentration of 500 (11, 02٪) and 1000μM (7, 73٪). The in vivo study of acute nicotine (3min and 20 min) did not alter significantly the enzyme activity in zebrafish brain at the doses tested. Still, possible effects of chronic treatment of nicotine on the activity of AChE must be searched.
O peixe-zebra (Danio rerio) é um pequeno peixe teleósteo de água doce, pertencente à família Cyprinidae, que pode ser facilmente mantido dentro de aquários em laboratórios. A maioria dos seus genes já é conhecida, e o seu genoma tem uma relação de similaridade com o genoma humano. A nicotina é um alcalóide que está presente nas folhas do tabaco, atua nos receptores colinérgicos nicotínicos centrais e periféricos que são ativados e depois inibidos pela própria droga. A nicotina estimula a liberação de vários neurotransmissores incluindo a acetilcolina (ACh), que é reconhecida pelos receptores colinérgicos nicotínicos, dopamina, norepinefrina, serotonina e glutamato Efeitos tóxicos e farmacológicos causados pela exposição à nicotina têm sido frequentemente relatados na literatura. A neurotransmissão mediada pela ACh é fundamental para o correto funcionamento do SNC. Baseando-se em suas diferentes afinidades por agentes que mimetizam a ação da ACh, os receptores colinérgicos são divididos em duas classes distintas: muscarínicos e nicotínicos. Os receptores nicotínicos são ionotrópicos e reconhecem a ACh e a nicotina. Uma vez liberada nas sinapses, a ACh é degradada pela enzima acetilcolinesterase (AChE) em acetato e colina, sendo esta última recaptada pelo neurônio. Com a inibição da AChE, o neurotransmissor ACh não é hidrolizado nas junções neuromusculares, causando uma quantidade anormal de ACh nestes locais, levando a possíveis efeitos tóxicos. O gene da AChE já foi clonado e sequenciado e esta atividade enzimática já foi detectada em cérebro de peixe-zebra. Considerando que: (i) a exposição à nicotina pode causar danos a performace neurocomportamental e afetar o SNC, (ii) em peixe-zebra a nicotina apresenta uma curva de resposta de dose em U invertido, com moderadas doses melhorando as funções cognitivas e altas doses com menos efeitos positivos, e (iii) o sistema colinérgico em peixe-zebra já foi descrito; o objetivo deste estudo foi investigar os efeitos in vitro e in vivo do tratamento agudo com nicotina sob a atividade da AChE no cérebro do peixe-zebra. O tratamento in vitro com nicotina nas doses de 500 (11,02٪) e 1000μM (7,73٪) promoveu inibição na atividade da AChE. No estudo in vivo o tratamento agudo com nicotina (3min e 20 min) não acarretou modificações significativas na atividade da enzima no cérebro do peixe-zebra, nas doses testadas. Ainda assim, possíveis efeitos do tratamento crônico da nicotina sob a atividade da AChE devem ser pesquisados. |
