Investigação do potencial antidepressivo de Rosmarinus officinalis

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Neurociências.Rosmarinus officinalis L. (Labiatae), alecrim, possui várias aplicações terapêuticas na medicina popular no tratamento de várias doenças, incluindo a depressão. Primeiramente, o efeito do extrato hidroalcoólico dos talos e folhas desta planta foi investigado em dois testes comportamentais preditivos de atividade antidepressiva, o teste do nado forçado (TNF) e teste de suspensão da cauda (TSC) em camundongos. Rosmarinus officinalis produziu um efeito tipo-antidepressivo, pois o tratamento agudo com o extrato desta planta por via oral reduziu significativamente o tempo de imobilidade no TNF e TSC, sem alterar a atividade locomotora no teste de campo aberto. Além disso, a administração repetida (14 dias) do extrato produziu um efeito antidepressivo no TSC. O pré-tratamento com p-clorofenilalanina (PCPA, inibidor da síntese de serotonina, 4 dias consecutivos), NAN-190 (antagonista de receptores 5-HT1A), cetanserina (antagonista de receptores 5-HT2A), 1-(m-clorofenil) biguanida (mCPBG, agonista de receptores 5-HT3), prazosina (antagonista de a1-adrenoceptores), SCH23390 (antagonista de receptores dopaminérgicos D1) ou sulpirida (antagonista de receptores dopaminérgicos D2), mas não ioimbina (antagonista de a2-adrenoceptores) reverteu a redução do tempo de imobilidade causada pelo extrato administrado agudamente no TSC. A combinação de MDL72222 (antagonista de receptores 5-HT3) com uma dose sub-ativa do extrato produziu um efeito anti-imobilidade no TSC. Estes resultados sugerem que a ação antidepressiva do extrato de Rosmarinus officinalis é mediada por uma interação com os sistemas monoaminérgicos. Subsequentemente, foi investigado o efeito antidepressivo de frações de Rosmarinus officinalis: fração acetato de etila 1 e 2 (AcOEt1 e 2), hexânica (HEX), etanólica (ET), e fração isenta de óleo essencial (IOE), bem como o óleo essencial e dos compostos isolados carnosol e ácido betulínico no TSC. Todas as frações analisadas, óleo essencial e compostos isolados produziram efeito antidepressivo: frações AcOEt1, AcOEt2, HEX, ET e IOE, o óleo essencial, e os compostos isolados carnosol e ácido betulínico. Nenhum efeito psicoestimulante foi mostrado no teste do campo aberto, indicando que os efeitos no TSC são específicos. Estes resultados sugerem que o ácido betulínico e o carnosol podem ser responsáveis, pelo menos em parte, pelo o efeito anti-imobilidade dos extratos de Rosmarinus officinalis e que o óleo essencial pode também contribuir para o efeito antidepressivo desta planta. Adicionalmente, o efeito do ácido ursólico no TSC e o envolvimento do sistema dopaminérgico neste efeito foram investigados. O ácido ursólico reduziu o tempo de imobilidade no TSC. O efeito do ácido ursólico no TSC foi prevenido pelo pré-tratamento de camundongos com SCH23390 (antagonista do receptores dopaminérgicos D1) e sulpirida (antagonista de receptores dopaminérgicos D2). A administração de doses sub-efetivas de ácido ursólico e de SKF38393 (agonista de receptores dopaminérgicos D1), apomorfina (agonista de receptores dopaminérgicos D2) ou bupropiona (inibidor da recaptação de dopamina) reduziu o tempo de imobilidade no TSC, em comparação com o efeito produzido por cada composto isoladamente. O ácido ursólico e os agentes dopaminérgicos, sozinhos ou em combinação, não causaram alterações significativas nas atividade locomotora e exploratória. Estes resultados sugerem que o efeito antidepressivo de ácido ursólico no TSC seja mediado por uma interação com o sistema dopaminérgico, através da ativação dos receptores dopaminérgicos D1 e D2. Em outra etapa experimental, as alterações induzidas pela bulbectomia olfatória (BO), modelo animal de depressão, e a influência do tratamento com fluoxetina (14 dias) sobre as alterações comportamentais induzidas por este modelo foram estudadas. O tratamento com fluoxetina reverteu a hiperatividade induzida pela BO no teste de campo aberto, a hiperatividade locomotora e o aumento do comportamento exploratório induzida pela novidade no teste de objeto novo e no teste da caixa nova e o comportamento anedônico no splash teste. A BO causou um aumento na atividade da acetilcolinesterase (AchE) no hipocampo, mas não no córtex cerebral, efeito que foi revertido pela fluoxetina. Corticosterona sérica foi aumentada em camundongos SHAM e bulbectomizados tratados com fluoxetina. Em conclusão, as alterações comportamentais e neuroquímicas induzidas pela BO foram revertidas pela fluoxetina, validando este modelo de depressão. Subsequentemente, foi investigada a habilidade do extrato de Rosmarinus officinalis em reverter alterações comportamentais e bioquímicas induzidas pela BO. A atividade locomotora e exploratória foi avaliada no teste de campo aberto, no teste do objeto novo e no teste da caixa nova, comportamento anedônico foi avaliado no splash teste, o déficit cognitivo foi avaliado no labirinto aquático de Morris. Para a etapa experimental 1, o extrato ou fluoxetina foram administrados por via oral (p.o.) uma vez ao dia durante 14 dias após a BO. Para a etapa experimental 2, foram determinados a glicemia e a atividade da AchE hipocampal e cerebrocortical em camundongos SHAM e bulbectomizados tratados com o extrato ou fluoxetina. O extrato, de forma semelhante à fluoxetina, reverteu a hiperatividade, o aumento do comportamento exploratório e o comportamento anedônico. Os animais bulbectomizados necessitaram maior número de treinos na sessão de treino para adquirir a informação espacial, porém estes exibiram um perfil semelhante ao dos camundongos SHAM na sessão de teste, demonstrando um déficit seletivo na aprendizagem espacial. Assim, a BO causou um déficit na aprendizagem, mas não na memória no teste do labirinto aquático de Morris, e este resultado não foi revertido pelo extrato ou fluoxetina. A redução dos níveis de glicose sérica e o aumento da atividade da AchE no hipocampo foram observados em camundongos bulbectomizados, mas apenas o último efeito foi revertido pela fluoxetina, enquanto ambos os efeitos foram revertidos pelo extrato de Rosmarinus officinalis. Em conclusão, o extrato desta planta, exerce um efeito antidepressivo em camundongos bulbectomizados e reverte a disfunção colinérgica e a hipoglicemia induzida pela BO. Em conjunto, os resultados sugerem o potencial de Rosmarinus officinalis para o tratamento de depressão e contribuem para a validação do uso tradicional desta planta para o tratamento desta doença.Rosemary, Rosmarinus officinalis L. (Labiatae) has several therapeutic applications in folk medicine in managing a wide range of diseases, including depression. Firstly, in this study, the effect of the hydroalcoholic extract of the stems and leaves of this plant was investigated in two behavioral models predictive of antidepressant activity, the forced swimming test (FST) and tail suspension test (TST) in mice. Rosmarinus officinalis hydroalcoholic extract (ROHE) produced an antidepressant-like effect, since the acute treatment of mice with the extract by p.o. route significantly reduced the immobility time in the FST and TST, as compared to the control group, without accompanying changes in ambulation in the open-field test. Moreover, the repeated administration (14 days) of ROHE by p.o. route also produced an antidepressant-like effect in the TST. The pretreatment of mice with pchlorophenylalanine (PCPA, an inhibitor of serotonin synthesis, for 4 consecutive days), NAN-190 ( a 5-HT1A receptor antagonist), ketanserin (a 5-HT2A receptor antagonist), 1-(m-chlorophenyl) biguanide (mCPBG, a 5-HT3 receptor agonist), prazosin (an á1- adrenoceptor antagonist), SCH23390 (a dopamine D1 receptor antagonist) or sulpiride (a dopamine D2 receptor antagonist), but not yohimbine (an á2-adrenoceptor antagonist) reversed the anti-immobility effect ROHE in the TST. The combination of MDL72222, (a 5-HT3 receptor antagonist) with a sub-effective dose of ROHE produced an anti-immobility effect in the TST. These results suggest that the antidepressant action of ROHE is mediated by an interaction with the monoaminergic system. Subsequently, the antidepressant-like effects of fractions from Rosmarinus officinalis: ethyl acetate 1 and 2 (AcOEt1 and 2), hexane (HEX), ethanolic (ET), and essential oil free (EOF) fractions, as well essential oil and isolated compounds carnosol and betulinic acid were investigated. All of them produced a significant antidepressant-like effect in the TST: AcOEt1, AcOEt2, HEX, ET and EOF fractions, essential oil and isolated compounds carnosol and betulinic acid. No psychostimulant effect was shown in the open-field test, indicating that the effects in the TST are specific. This study suggests that carnosol and betulinic acid could be responsible, at least in part, for the anti immobility effect of extracts from Rosmarinus officinalis. The essential oil of this plant can also contribute to this effect. Additionally, the antidepressant-like effect of ursolic acid was investigated, well as the involvement of dopaminergic system in its effect. Ursolic acid reduced the immobility time in the TST. The effect of ursolic acid in TST was prevented by the pretreatment of mice with SCH23390 (a dopamine D1 receptor antagonist) and sulpiride (a dopamine D2 receptor antagonist). The administration of a sub-effective dose of ursolic acid in combination with sub-effective doses of SKF38393 (a dopamine D1 receptor agonist), apomorphine (a dopamine D2 receptor agonist) or bupropion (a dopamine reuptake inhibitor) reduced the immobility time in the TST as compared with either drug alone. Ursolic acid and dopaminergic agents alone or in combination did not cause significant alterations in the locomotor and exploratory activities. These results indicate that the antidepressant-like effect of ursolic acid in the TST is likely mediated by an interaction with the dopaminergic system, through the activation of dopamine D1 and D2 receptors. In another experimental approach the effects of chronic treatment with fluoxetine (14 days) on the behavioral alterations induced by olfactory bulbectomy (OB) were investigated. Fluoxetine reversed OB-induced hyperactivity in the open-field, novel object and novel cage tests, and anhedonic behavior in the splash test. OB caused an increase in hippocampal, but not cerebrocortical AChE activity, an effect reversed by fluoxetine. Serum corticosterone was increased in SHAM and bulbectomized mice treated with fluoxetine. In conclusion, OB-induced behavioral and neurochemical alterations were reversed by fluoxetine, validating this model of depression. In addition, the ability of ROHE, as compared with fluoxetine to reverse behavioral and biochemical alterations induced by OB was investigated. Locomotor and exploratory behavior was assessed in the open-field test, in the novel object test and in the novel cage test, anhedonic behavior was assessed in the splash test, cognitive deficits were evaluated in the water maze. For the first set of experiments, ROHE or fluoxetine was administered once daily for 14 days 2 weeks after OB. For experiment 2, serum glucose and hippocampal and cerebrocortical AChE activity were determined in OB and SHAM-operated mice treated orally with ROHE or fluoxetine. The results show that ROHE, similarly to fluoxetine, reversed OB-induced hyperactivity, and increased exploratory and anhedonic behaviors. OB mice needed significantly more trials in the training session to acquire the spatial information, but they displayed a similar profile to that of SHAM mice in the test session, demonstrating a selective deficit in spatial learning, which was not reversed by extract or fluoxetine. A reduced serum glucose levels and an increased hippocampal AChE activity were observed in bulbectomized mice, only the latter effect was reversed by fluoxetine, while both effects were reversed by ROHE. In conclusion, ROHE exerts an antidepressant-like effect in bulbectomized mice and is able to reverse OB-induced cholinergic dysfunction and hipoglicemia. Overall, results suggest the potential of Rosmarinus officinalis for the treatment of depression and contribute towards validation of the traditional use of this plant for the treatment of this disease