Efeitos de insulto hipóxico-isquêmico neonatal em respostas comportamentais e bioquímicas analisadas em curto, médio e longo prazo em ratos

Abstract

A hipóxia-isquemia (HI) neonatal é uma causa importante de deficits neurológicos. Estimativas relatam que 3-5 em cada 1.000 nascidos vivos ocorrem encefalopatia neonatal, sendo que, encefalopatia hipóxico-isquêmica (EHI) moderada ou grave acomete 0,5-1/1000 dos nascidos vivos. Aproximadamente 10 a 60% das crianças com EHI morrem, e pelo menos 25% dos que sobrevivem, apresentam deficiência permanente, como paralisia cerebral, epilepsia e dificuldades na aprendizagem. Evidências clínicas e experimentais sugerem que a exposição a estímulos nocivos no início da vida pode resultar em mudanças duradouras no processamento sensorial. Apesar da magnitude do problema, pouco se conhece sobre a modulação da dor e mecanismos envolvidos durante um processo hipóxico-isquêmico em neonatos e suas conseqüências ao longo da vida. Sendo assim, a presente tese objetivou avaliar respostas comportamentais e bioquímicas de filhotes de ratos submetidos à hipóxia/isquemia no 7°dia de vida, avaliados em diferentes idades. Ninhadas de ratos Wistar machos foram randomizadas em 6 grupos experimentais: controle, hipóxia-isquemia, isquemia, hipóxia, sham-ischemia, sham-hipóxia. O modelo experimental utilizado foi de HI unilateral descrito por Levine (1960) e adaptado por Rice e colaboradores (1981), realizando-se isquemia através da oclusão da carótida esquerda e hipóxia com câmara hipóxica de 92% de nitrogênio e 8% de oxigênio. Avaliaram-se os animais no 14° (P14), 30°(P30) e 60° (P60) dias de vida. Para avaliação da (s) resposta (s): nociceptiva térmica foram utilizados testes de tail-flick e placa quente; e alodinia mecânica utilizou-se teste de Von Frey eletrônico. Para as avaliações dos biomarcadores foram utilizados kits comerciais de BDNF e TNF por métodos ELISA e LDH por espectrofotometria. A ativação neuronal foi quantificada em lâminas de imunoistoquímica de c-fos em regiões CA1 e giro dentado de hipocampo bilateral. Foi observado que ratos com hypoxia e/ou isquemia tiveram diminuição irreversível de neurônios com ativação por c-fos em área CA1 do hipocampo, região ipsilateral do insulto. Maior sensibilidade em animais com HI em P14 foi observado no teste do Von Frey, mas não foi observada em P30 e P60. Independentemente do grupo experimental, a idade do animal desempenhou um papel significativo na resposta de comportamento nociceptivo, bem como sobre o BDNF e dos níveis séricos de TNF-α, mas não sobre os níveis séricos de LDH. Em conclusão, o insulto cerebral da HI induz uma redução significativa e irreversível sobre a ativação neuronal ipisilateral à lesão, com a evidência de uma alteração da resposta comportamental nociceptiva manifestada no curto, mas não a médio ou longo prazo. Biomarcadores de neuroplasticidade, inflamação e danos celulares apresentaram poucas alterações sobre o insulto cerebral, mas mudanças mais pronunciadas foram observadas com relação à idade.

Neonatal hypoxia-ischemia (HI) is an important cause of neurological deficits. It is estimated that 3-5 in 1000 newborns suffer neonatal encephalopathy, and moderate or severe hypoxic-ischemic encephalopathy (HIE) in 0,5-1/1000 of the newborns. Approximately 10 to 60% of the children with HIE die, and at least 25% of the survivors present permanent deficits such as cerebral palsy, epilepsy and learning difficulties. Clinical and experimental evidence suggest that the exposure to noxious stimuli at the beginning of the life might result in long lasting changes in sensorial processing. Despite the magnitude of the problem, few is known regarding pain modulation and its involved mechanisms during the HI process in neonates and its life lasting consequences. Hence, the present thesis aimed to evaluate behavioral and biochemical responses in rats’ litters submitted to HI during their seventh day of life, evaluated at different ages. Male Wistar rats’ litters were randomized into 6 experimental groups: control, HI, ischemia, hypoxia, sham-ischemia and sham-hypoxia. The experimental model was the one of unilateral HI described by Levine (1960) and adapted by Rice et al (1981), inducing ischemia by occlusion of the left carotid artery, and hypoxia using hypoxic chamber with nitrogen 92% and oxygen 8%. Animals were evaluated in their 14th (P14), 30th(P30) and 60th (P60) postnatal day. To assess the thermal nociceptive response the tail flick and hot plate test were employed; and mechanical allodynia was assessed by means of the digital Von Frey test. To evaluate biomarkers, commercial BDNF and TNF kits with ELISA, and LDH kits with spectrophotometry were used. Neuronal activation was quantified by c-fos immunohistochemistry in CA1 and dentate gyrus of bilateral hippocampi. It was observed that rats with hypoxia and/or ischemia had irreversible diminution of neurons with c-fos activation in the CA1 area of the hippocampus ipsilateral to the insult. Higher sensitivity in animals with HI at P14 was observed in the Von Frey test, but was not observed at P30 or at P60. Irrespective of the experimental group, animals’ age played a significant role in the nociceptive behavioral response, as well as on the BDNF and TNF-α serum levels, but not on the LDH serum levels. In conclusion, cerebral HI insult induces a significant and irreversible reduction on neuronal activation ipsilateral to the insult, with evidence of a significant alteration on the nociceptive behavioral response manifested in the short, but not in the medium or long term. Biomarkers of neuroplasticity, inflammation and cellular damage present few alterations after the cerebral insult, however more pronounced changes were observed related with age.