Phytohormone abscisic acid boosts pentobarbital-induced sleep through activation of GABA-A, PPARß and PPARγ receptor signaling / O fito-hormônio ácido abscísico estimula o sono induzido por fenobarbital por meio de ativação da sinalização de receptores GABA-A, PPARß e PPARγ

ABSTRACT Background: Sleep disorders induce anxiety and forgetfulness and change habits. The chemical hypnotic drugs currently used have serious side effects and, therefore, people are drawn towards using natural compounds such as plant-based healing agents. Abscisic acid (ABA) is produced in a variety of mammalian tissues and it is involved in many neurophysiological functions. Objective: To investigate the possible effect of ABA on pentobarbital-induced sleep and its possible signaling through GABA-A and PPAR (γ and β) receptors, in male Wistar rats. Methods: The possible effect of ABA (5 and 10 µg/rat, intracerebroventricularly) on sleep onset latency time and duration was evaluated in a V-maze model of sleep. Pentobarbital sodium (40 mg/kg, intraperitoneally) was injected to induce sleep 30 min after administration of ABA. PPARβ (GSK0660, 80 nM/rat), PPARγ (GW9662, 3 nM/rat) or GABA-A receptor (bicuculline, 6 µg/rat) antagonists were given 15 min before ABA injection. Diazepam (2 mg/kg, intraperitoneally) was used as a positive control group. Results: ABA at 5 µg significantly boosted the pentobarbital-induced subhypnotic effects and promoted induction of sleep onset in a manner comparable to diazepam treatment. Furthermore, pretreatment with bicuculline significantly abolished the ABA effects on sleep parameters, while the amplifying effects of ABA on the induction of sleep onset was not significantly affected by PPARβ or PPARγ antagonists. The sleep prolonging effect of ABA was significantly prevented by both PPAR antagonists. Conclusions: The data showed that ABA boosts pentobarbital-induced sleep and that GABA-A, PPARβ and PPARγ receptors are, at least in part, involved in ABA signaling.

RESUMO Introdução: Os distúrbios do sono induzem a ansiedade e esquecimento e mudam hábitos. Os medicamentos hipnóticos químicos utilizados atualmente têm efeitos colaterais graves e, portanto, as pessoas são atraídas para o uso de compostos naturais, como agentes de cura à base de plantas. O ácido abscísico (ABA) é produzido em uma variedade de tecidos de mamíferos e está envolvido em muitas funções neurofisiológicas. Objetivo: Investigar o possível efeito do ABA no sono induzido por pentobarbital e sua possível sinalização por meio dos receptores GABA-A e PPAR (γ e β), em ratos Wistar machos. Métodos: O possível efeito do ABA (5 e 10 µg/rato, intracerebroventricularmente) no tempo de latência e duração do início do sono foi avaliado em um modelo de labirinto em V de sono. Pentobarbital sódico (40 mg/kg, intraperitonealmente) foi injetado para induzir o sono 30 minutos após a administração de ABA. PPARβ (GSK0660, 80 nM/rato), PPARγ (GW9662, 3 nM/rato) ou antagonistas do receptor GABA-A (bicuculina, 6 µg/rato) foram administrados 15 minutos antes da injeção de ABA. Diazepam (2 mg/kg, intraperitonealmente) foi utilizado como grupo de controle positivo. Resultados: ABA a 5 µg aumentou significativamente os efeitos sub-hipnóticos induzidos por pentobarbital e promoveu a indução do início do sono de forma comparável ao tratamento com diazepam. Além disso, o pré-tratamento com bicuculina aboliu significativamente os efeitos do ABA nos parâmetros do sono, ao passo que os efeitos amplificadores do ABA na indução do início do sono não foram significativamente afetados pelos antagonistas do PPARβ ou PPARγ. O efeito de prolongamento do sono do ABA foi significativamente prevenido por ambos os antagonistas do PPAR. Conclusões: Os dados mostraram que o ABA estimula o sono induzido por pentobarbital e que os receptores GABA-A, PPARβ e PPARγ estão, pelo menos em parte, envolvidos na sinalização ABA.

Spinal protein kinase A and phosphorylated extracellular signal-regulated kinase signaling are involved in the antinociceptive effect of phytohormone abscisic acid in rats / A proteína quinase A da medula espinhal e a sinalização da quinase fosforilada regulada por sinal extracelular estão envolvidas no efeito antinociceptivo do ácido fito-hormônio abscísico em ratos

Abstract Objective: The phytohormone abscisic acid (ABA) as a signaling molecule exists in various types of organisms from early multicellular to animal cells and tissues. It has been demonstrated that ABA has an antinociceptive effect in rodents. The present study was designed to assess the possible role of PKA and phosphorylated ERK (p-ERK) on the antinociceptive effects of intrathecal (i.t.) ABA in male Wistar rats. Methods: The animals were cannulated intrathecally and divided into different experimental groups (n=6‒7): Control (no surgery), vehicle (received ABA vehicle), ABA-treated groups (received ABA in doses of 10 or 20 µg/rat), ABA plus H.89 (PKA inhibitor)-treated group which received the inhibitor 15 min prior to the ABA injection. Tail-flick and hot-plate tests were used as acute nociceptive stimulators to assess ABA analgesic effects. p-ERK was evaluated in the dorsal portion of the spinal cord using immunoblotting. Results: Data showed that a microinjection of ABA (10 and 20 µg/rat, i.t.) significantly increased the nociceptive threshold in tail flick and hot plate tests. The application of PKA inhibitor (H.89, 100 nM/rat) significantly inhibited ABA-induced analgesic effects. Expression of p-ERK was significantly decreased in ABA-injected animals, which were not observed in the ABA+H.89-treated group. Conclusions: Overall, i.t. administration of ABA (10 µg/rat) induced analgesia and p-ERK down-expression likely by involving the PKA-dependent mechanism.

Resumo Objetivo: O ácido fito-hormônio abscísico (ABA) existe como molécula sinalizadora em vários tipos de organismos, de multicelulares a células e tecidos animais. Foi demonstrado que o ABA tem efeito antinociceptivo em roedores. O presente estudo foi desenhado para avaliar o possível papel da PKA e da ERK fosforilada (p-ERK) nos efeitos antinociceptivos do ABA intratecal (i.t.) em ratos Wistar machos. Métodos: Os animais foram canulados por via i.t. e divididos em diferentes grupos experimentais (n=6‒7): controle (sem cirurgia), veículo (veículo ABA recebido), grupos tratados com ABA (recebeu ABA em doses de 10 ou 20 µg/rato), grupo tratado com ABA mais H.89 (inibidor de PKA) que recebeu o inibidor 15 minutos antes da injeção de ABA. Os testes de movimento da cauda e placa quente foram utilizados como estimuladores nociceptivos agudos para avaliar os efeitos analgésicos da ABA. A p-ERK foi avaliada na porção dorsal da medula espinhal por imunotransferência. Resultados: A microinjeção de ABA (10 e 20 µg/rato, i.t.) aumentou significativamente o limiar nociceptivo nos testes de movimento da cauda e placa quente. A aplicação de inibidor de PKA (H.89, 100 nM/rato) inibiu significativamente os efeitos analgésicos induzidos por ABA. A expressão de p-ERK diminuiu significativamente em animais injetados com ABA que não foram observados no grupo tratado com ABA+H.89. Conclusões: No geral, a administração i.t. de ABA (10 µg/rato) induziu a analgesia e expressão negativa de p-ERK provavelmente envolvendo mecanismo dependente de PKA.