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Recart VM, Spohr L, Soares MSP, Luduvico KP, Stefanello FM, Spanevello RM. Therapeutic approaches employing natural compounds and derivatives for treating bipolar disorder: emphasis on experimental models of the manic phase. Metab Brain Dis 2021; 36:1481-1499. [PMID: 34264451 DOI: 10.1007/s11011-021-00776-7] [Citation(s) in RCA: 1] [Impact Index Per Article: 0.3] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Submit a Manuscript] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 12/30/2020] [Accepted: 06/06/2021] [Indexed: 12/19/2022]
Abstract
Bipolar disorder (BD) is a complex psychiatric disease characterized by mood swings that include episodes of mania and depression. Given its cyclical nature, BD is especially hard to model; however, the standard practice has been to mimic manic episodes in animal models. Despite scientific advances, the pathophysiology of BD is not fully understood, and treatment remains limited. In the last years, natural products have emerged as potential neuroprotective agents for the treatment of psychiatric diseases. Thus, the aim of this review was to explore the therapeutic potential of natural compounds and derivatives against BD, taking into account preclinical and clinical studies. Reliable articles indexed in databases such as PubMed, Web of Science and Science Direct were used. In clinical studies, treatment with herbal plants extracts, omega-3, inositol, n-acetylcysteine and vitamin D has been associated with a clinical improvement in symptoms of mania and depression in BD patients. In animal models, it has been shown that red fruits extracts, curcumin, quercetin, gallic acid, alpha-lipoic acid and carvone can modulate many neurochemical pathways involved in the pathophysiology of manic episodes. Thus, this review appointed the advances in the consumption of natural compounds and derivatives as an important therapeutic strategy to mitigate the symptoms of BD.
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Affiliation(s)
- Vânia Machado Recart
- Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Bioprospecção - Laboratório de Neuroquímica, Inflamação e Câncer, Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos, Universidade Federal de Pelotas, Campus Universitário S/N, Capão Do Leão, Pelotas, RS, 96010-900, Brazil
| | - Luiza Spohr
- Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Bioprospecção - Laboratório de Neuroquímica, Inflamação e Câncer, Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos, Universidade Federal de Pelotas, Campus Universitário S/N, Capão Do Leão, Pelotas, RS, 96010-900, Brazil
| | - Mayara Sandrielly Pereira Soares
- Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Bioprospecção - Laboratório de Neuroquímica, Inflamação e Câncer, Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos, Universidade Federal de Pelotas, Campus Universitário S/N, Capão Do Leão, Pelotas, RS, 96010-900, Brazil
| | - Karina Pereira Luduvico
- Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Bioprospecção - Laboratório de Biomarcadores, Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos, Universidade Federal de Pelotas, Campus Universitário S/N, Pelotas, RS, Brazil
| | - Francieli Moro Stefanello
- Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Bioprospecção - Laboratório de Biomarcadores, Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos, Universidade Federal de Pelotas, Campus Universitário S/N, Pelotas, RS, Brazil
| | - Roselia Maria Spanevello
- Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Bioprospecção - Laboratório de Neuroquímica, Inflamação e Câncer, Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos, Universidade Federal de Pelotas, Campus Universitário S/N, Capão Do Leão, Pelotas, RS, 96010-900, Brazil.
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Recart VM, Spohr L, Soares MSP, de Mattos BDS, Bona NP, Pedra NS, Teixeira FC, Gamaro GD, Stefanello F, Spanevello R. Gallic acid protects cerebral cortex, hippocampus, and striatum against oxidative damage and cholinergic dysfunction in an experimental model of manic-like behavior: Comparison with lithium effects. Int J Dev Neurosci 2021; 81:167-178. [PMID: 33394512 DOI: 10.1002/jdn.10086] [Citation(s) in RCA: 4] [Impact Index Per Article: 1.3] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/30/2020] [Revised: 12/01/2020] [Accepted: 12/30/2020] [Indexed: 01/01/2023] Open
Abstract
Bipolar disorder is characterized by episodes of depression and mania, and oxidative stress has been associated with the observed neurochemical changes in this disease. We evaluated the effects of gallic acid on hyperlocomotion, acetylcholinesterase activity, and oxidative stress in an animal model of ketamine-induced mania. Rats were pretreated orally with vehicle, gallic acid (50 or 100 mg/kg), or lithium (45 mg/kg twice a day) for 14 days. Between days 8 and 14, the animals also received ketamine (25 mg/kg) or saline daily. On the 15th day, hyperlocomotion was assessed, following which the animals were euthanized, and brains were collected. Results showed that ketamine-induced hyperlocomotion and caused oxidative damage by increasing reactive oxygen species levels, lipid peroxidation, and nitrite levels, and decreasing the total thiol content and the activities of catalase, superoxide dismutase, and glutathione peroxidase in the brain. Pretreatment with gallic acid and lithium prevented hyperlocomotion and brain oxidative damage. Further, ketamine increased the acetylcholinesterase activity in the hippocampus and striatum, whereas gallic acid and lithium ameliorated this alteration. Thus, gallic acid may provide effective protection against manic-like behavior by reducing oxidative stress and preventing cholinergic signaling dysfunction in the brain regions involved in emotion regulation.
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Affiliation(s)
- Vânia Machado Recart
- Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Bioprospecção-Laboratório de Neuroquímica, Inflamação e Câncer, Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos, Universidade Federal de Pelotas, Campus Universitário S/N, Pelotas, Brazil
| | - Luiza Spohr
- Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Bioprospecção-Laboratório de Neuroquímica, Inflamação e Câncer, Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos, Universidade Federal de Pelotas, Campus Universitário S/N, Pelotas, Brazil
| | - Mayara Sandrielly Pereira Soares
- Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Bioprospecção-Laboratório de Neuroquímica, Inflamação e Câncer, Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos, Universidade Federal de Pelotas, Campus Universitário S/N, Pelotas, Brazil
| | - Bruna da Silveira de Mattos
- Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Bioprospecção-Laboratório de Neuroquímica, Inflamação e Câncer, Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos, Universidade Federal de Pelotas, Campus Universitário S/N, Pelotas, Brazil
| | - Natália Pontes Bona
- Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Bioprospecção-Laboratório de Biomarcadores, Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos, Universidade Federal de Pelotas, Campus Universitário S/N, Pelotas, Brazil
| | - Nathalia Stark Pedra
- Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Bioprospecção-Laboratório de Neuroquímica, Inflamação e Câncer, Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos, Universidade Federal de Pelotas, Campus Universitário S/N, Pelotas, Brazil
| | - Fernanda Cardoso Teixeira
- Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Bioprospecção-Laboratório de Neuroquímica, Inflamação e Câncer, Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos, Universidade Federal de Pelotas, Campus Universitário S/N, Pelotas, Brazil
| | - Giovana Duzzo Gamaro
- Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Bioprospecção-Laboratório de Neuroquímica, Inflamação e Câncer, Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos, Universidade Federal de Pelotas, Campus Universitário S/N, Pelotas, Brazil
| | - Francieli Stefanello
- Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Bioprospecção-Laboratório de Biomarcadores, Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos, Universidade Federal de Pelotas, Campus Universitário S/N, Pelotas, Brazil
| | - Roselia Spanevello
- Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Bioprospecção-Laboratório de Neuroquímica, Inflamação e Câncer, Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos, Universidade Federal de Pelotas, Campus Universitário S/N, Pelotas, Brazil
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Bristot G, Ascoli BM, Scotton E, Géa LP, Pfaffenseller B, Kauer-Sant'Anna M. Effects of lithium on inflammatory and neurotrophic factors after an immune challenge in a lisdexamfetamine animal model of mania. ACTA ACUST UNITED AC 2019; 41:419-427. [PMID: 30843957 PMCID: PMC6796815 DOI: 10.1590/1516-4446-2017-0001] [Citation(s) in RCA: 5] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 12/13/2017] [Accepted: 09/28/2018] [Indexed: 11/22/2022]
Abstract
Objective: To evaluate whether an animal model of mania induced by lisdexamfetamine dimesylate (LDX) has an inflammatory profile and whether immune activation by lipopolysaccharides (LPS) has a cumulative effect on subsequent stimuli in this model. We also evaluated the action of lithium (Li) on inflammatory and neurotrophic factors. Methods: Adult male Wistar rats were subjected to an animal model of mania. After the open-field test, they were given LPS to induce systemic immune activation. Subsequently, the animals’ blood was collected, and their serum levels of brain-derived neurotrophic factor and inflammatory markers (tumor necrosis factor [TNF]-α, interleukin [IL]-6, IL-1β, IL-10, and inducible nitric oxide synthase [iNOS]) were measured. Results: LDX induced hyperactivity in the animals, but no inflammatory marker levels increased except brain-derived neurotrophic factor (BDNF). Li had no effect on serum BDNF levels but prevented iNOS levels from increasing in animals subjected to immune activation. Conclusion: Although Li prevented an LPS-induced increase in serum iNOS levels, its potential anti-inflammatory effects in this animal model of mania were conflicting.
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Affiliation(s)
- Giovana Bristot
- Laboratório de Psiquiatria Molecular, Hospital de Clínicas de Porto Alegre, Porto Alegre, RS, Brazil.,Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, RS, Brazil
| | - Bruna M Ascoli
- Laboratório de Psiquiatria Molecular, Hospital de Clínicas de Porto Alegre, Porto Alegre, RS, Brazil.,Programa de Pós-Graduação em Psiquiatria e Ciências do Comportamento, UFRGS, Porto Alegre, RS, Brazil
| | - Ellen Scotton
- Laboratório de Psiquiatria Molecular, Hospital de Clínicas de Porto Alegre, Porto Alegre, RS, Brazil.,Programa de Pós-Graduação em Psiquiatria e Ciências do Comportamento, UFRGS, Porto Alegre, RS, Brazil
| | - Luiza P Géa
- Laboratório de Psiquiatria Molecular, Hospital de Clínicas de Porto Alegre, Porto Alegre, RS, Brazil.,Programa de Pós-Graduação em Farmacologia e Terapêutica, UFRGS, Porto Alegre, RS, Brazil
| | - Bianca Pfaffenseller
- Laboratório de Psiquiatria Molecular, Hospital de Clínicas de Porto Alegre, Porto Alegre, RS, Brazil
| | - Márcia Kauer-Sant'Anna
- Laboratório de Psiquiatria Molecular, Hospital de Clínicas de Porto Alegre, Porto Alegre, RS, Brazil.,Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, RS, Brazil.,Programa de Pós-Graduação em Psiquiatria e Ciências do Comportamento, UFRGS, Porto Alegre, RS, Brazil
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