Impactos da restrição alimentar em diferentes fases da ontogenia na memória e hipocampo de ratos de meia idade
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Data
2023-02-28
Autores
Orientador
Horta Júnior, José de Anchieta de Castro e 
Coorientador
Pós-graduação
Biologia Geral e Aplicada - IBB 33004064080P3
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
A memória consiste em componente cognitivo expresso após aquisição, retenção, armazenamento e evocação de informações aprendidas. Parte deste processo é dependente, em sua formação e consolidação, do hipocampo. Esta estrutura é particularmente sensível aos mais diversos fatores ambientais, como a dieta. Pela literatura, a restrição alimentar nos períodos de gestação e lactação é importante indutor de programação fetal e pode ocasionar déficits na memória espacial, bem como reduzir a proliferação e ativação celular no hipocampo, o que pode impactar processos cognitivos em estágios futuros da vida, ao passo que a restrição alimentar na fase adulta promove efeitos opostos. Diversos estudos foram feitos com estes diferentes enfoques, todavia, são desconhecidos os efeitos da combinação da restrição alimentar em diferentes momentos da vida sobre a memória, proliferação celular, plasticidade e ativação neuronal no hipocampo. O objetivo deste trabalho consiste em analisar a memória espacial, citoarquitetura, neurogênese e imunorreatividade à proteína FOS no hipocampo de ratos Wistar submetidos à programação por restrição alimentar na fase fetal e perinatal combinada à restrição alimentar na fase adulta. Para sua execução, ratas Wistar prenhas foram separadas em dois grupos experimentais: grupo programação controle (PC), dieta normal, ad libitum; e grupo programação por restrição alimentar (PR), dieta de 50% de restrição em relação ao grupo controle nos períodos de prenhez e lactação. Ambos os grupos foram subdivididos em outros dois grupos, desta vez para restrição alimentar aplicada na fase adulta: o grupo alimentação controle (AC), dieta normal, ad libitum; e o grupo alimentação restrita (AR), dieta com redução de 30% em relação ao controle dos 60 aos 100 dias de idade e dos 270 aos 385 dias de idade (155 dias no total). Assim, foram estudados 4 grupos experimentais: PC-AC, PC-AR, PR-AC e PR-AR. A memória espacial e plasticidade neuronal dos animais foram avaliadas pelo Labirinto de Barnes, por meio de protocolo de recuperação e extinção de memória (memory retrieval and extinction) e novo aprendizado (reversal learning). Após o teste comportamental, os animais foram perfundidos e tiveram os encéfalos coletados. No dia da eutanásia foram aferidos parâmetros biométricos de peso corporal, peso do encéfalo, distância naso-anal, gorduras (visceral, periepididimal e retroperitoneal) e coletados os pelos dos animais. Os encéfalos passaram por protocolo de imuno-histoquímica para FOS e Doublecortina. As análises identificaram que a programação e dieta de fase adulta por restrição alimentar tiveram impacto significativo nos dados biométricos dos animais, visto que houve redução do peso, distância naso-anal e gorduras, nos quais o grupo PR-AR apresentou os menores valores, enquanto o grupo PC-AC registrou os maiores. A programação promoveu redução do peso e índice encefálico, e a restrição de fase adulta foi determinante para redução do tecido adiposo, pois os grupos submetidos a este protocolo apresentaram valores menores do índice de adiposidade. No Labirinto de Barnes foi verificado que os animais compreendem o contexto de execução de tarefa do labirinto após vários meses desde a última exposição, houve condição para aprendizado da nova localização da caixa de escape, porém não foram identificadas diferenças entre os grupos nos parâmetros avaliados. Foi detectado efeito de programação e maior quantidade de células imunorreativas à proteína FOS na região do giro denteado nos animais dos grupos programados (PR-AC e PR-AR), embora as diferenças não tenham sido significantes. Tampouco houve diferenças significativas na imunorreatividade à FOS no hipocampo inteiro e nas regiões CA1 e CA3, separadamente. Em relação à neurogênese por imunorreatividade à doublecortina, os animais do grupo PR-AC apresentam maior quantidade de células precursoras no giro denteado superior, porém não foram observadas diferenças nos grupos estudados ao considerar toda a região do giro denteado. Concluiu-se que a restrição alimentar em diferentes fases da vida promove alterações biométricas relevantes, modifica padrões de ativação neuronal, entretanto não representa amplas alterações funcionais de memória espacial.
Resumo (inglês)
Memory consists of cognitive component expressed right after acquisition, retention, storage and recall of learned information. Part of this process is dependent in terms of formation and consolidation from hippocampus. This structure is sensitive to an array of environmental factors, such as diet. According to previous works, food restriction applied through pregnancy and lactation is an important inductor of fetal programming and can cause impairments on spatial memory, as well as reduce cell proliferation and neuronal activation in hippocampus, which can negatively impact cognitive processes in later life stages. In contrast, dietary restriction during adulthood promotes opposite effects. Many studies were developed with these different approaches, however the effects of combined food restriction across distinct phases of life upon memory, cell proliferation, plasticity and neuronal activation in the hippocampus are unknown. Therefore, the aim of this study is to analyze the spatial memory, cytoarchitecture, neurogenesis and FOS immunoreactivity in the hippocampus of male Wistar rats subjected to fetal and neonatal programming in combination with food restriction during adult phase. For its execution, pregnant Wistar rats were separated in two experimental groups: control programming (CP), fed ad libitum; and food-restricted programming group (RP), which received 50% of the daily food intake of CP mothers over gestation and lactation periods – until postnatal day 21 (PD21). The offspring from both groups were then subdivided into two other groups, related to the food restriction applied in adulthood: control feeding group (CF), fed ad libitum; and food-restricted group (RF), which underwent to 30% food restriction of the mean daily food consumption of corresponding CF animals from PD60 to PD100 and again from 270 days of age until 385 days of age, totaling 155 days of dietary restriction. Thus, four experimental groups were studied: CP-CF; CP-RF; RP-CF and RP-RF. Barnes Maze was used to assess spatial memory and neuronal plasticity of animals through a memory retrieval and extinction protocol followed by reversal learning phase protocol. After the behavioral test, animals underwent to transcardiac perfusion and had their brains collected. On the day of euthanasia, biometric parameters of body weight, brain weight, naso-anal distance, fat (visceral, peri-epididymal and retroperitoneal) were measured, and animals hair were collected. The brain slices went through immunohistochemistry protocol for FOS and Doublecortin. The analyzes demonstrated that either food restriction in fetal and neonatal periods or in adulthood had significant impact on biometric data, as there was a reduction in body weight, naso-anal distance and fat, in which the RP-RF group registered the lowest values, while animals of the CP-CF group recorded the highest. The programming promoted effect of reduction in brain weight and brain-to-body mass ratio while restriction in adult phase was instrumental to reduce adiposity levels, since both groups subjected to this diet protocol presented lower adiposity index values. In Barnes Maze it was verified that the animals were able to understand how to perform the novel’s task even after several months from last exposure, were prepared to learn the new location of escape box, although there were no significant differences identified between the groups in the parameters evaluated. Effect of programming was detected since there were greater number of immunoreactive cells to FOS protein identified in the dentate gyrus region of animals from the groups RP-CF and RP-RF, although these not represented statistically significant differences. As well, there were not significant differences regarding to immunoreactivity for FOS in total hippocampus extension, neither in CA1 and CA3 regions, separately. As for neurogenesis measurement due to doublecortin immunoreactivity, it was registered that animals from RP-CF presented greater number of precursor neuronal cells in the superior dentate gyrus, yet no differences were observed on the counting when considering the entire dentate gyrus region. It was concluded that food restriction across different lifespan stages induces relevant biometric changes, might modify neuronal activation patterns, nevertheless does not generate broad functional changes in spatial memory.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Português