Efeitos do exercício físico parental em esteira sobre a memória espacial e a plasticidade sináptica do hipocampo de filhotes de ratos wistar

Abstract

Períodos específicos do desenvolvimento (incluindo os períodos pré-concepção e pré-natal) são altamente vulneráveis a modificações do ambiente, como a dieta e o estresse. Portanto, o estilo de vida dos pais influencia na saúde dos filhos. Entre os inúmeros benefícios do exercício físico, estudos pré-clínicos têm relacionado a prática de atividade física durante a gestação a um melhor desempenho cognitivo da prole, o que também foi visto no único estudo que investigou a prática de atividade física paterna sobre esse parâmetro. Nesse contexto, este é o primeiro estudo até então delineado para investigar como a atividade física parental (ambos os progenitores) pode influenciar o nível de estresse materno, o desenvolvimento sensório-motor, a memória espacial e a plasticidade sináptica no hipocampo da prole, o que confere relevância e originalidade a pesquisa. Todos os procedimentos realizados neste estudo foram aprovados pelo Comitê de Ética da UFRGS (27587). Nove ratos Wistar machos e treze fêmeas adultos foram divididos em 2 grupos: sedentários ou exercitados. O protocolo de exercício físico forçado para os ratos machos ocorreu previamente ao acasalamento e consistiu em corrida em esteira ergométrica adaptada para ratos na velocidade de 5 m/min, 20 min/dia (60 % VO2 máx), 5 dias consecutivos/semana em um período total de 22 dias. Após a confirmação do acasalamento, parte das ratas prenhas foram submetidas ao protocolo de exercício no período gestacional, a uma velocidade de 6,6 m/min (30 % VO2máx), 20 min/dia, 5 dias consecutivos/semana, durante toda a gestação. Os filhotes machos foram divididos em quatro grupos conforme a realização ou não da atividade física parental: (1) filhotes de pais sedentários e mães sedentárias no período gestacional (SS); (2) filhotes de pais sedentários e mães exercitadas no período gestacional (SE); 3) filhotes de pais exercitados e mães sedentárias no período gestacional (ES); (4) filhotes de pais exercitados e mães exercitadas durante a gestação (EE).Uma semana após o desmame (P21), as mães foram decapitadas e as suas glândulas adrenais foram retiradas e pesadas como medida de estresse. O peso corporal dos filhotes foi analisado no dia de seu nascimento (P0), P7, P14 e P53 (previamente a perfusão transcardíaca). Do P1 ao P21, o desenvolvimento sensório-motor dos animais foi avaliado diariamente por meio da avaliação de marcos do desenvolvimento (n: 11-13 animais por grupo). Entre P47 e P51, a aprendizagem e a memória espacial dos filhotes foi avaliada utilizando o labirinto aquático de Morris (n: 4 - 9 animais por grupo). A análise da proteína sinaptofisina na região do hilo do giro denteado do hipocampo foi realizada a partir de imunomarcações e por meio de densitometria óptica (n: 4 - 5 animais por grupo). Não houve diferença entre os grupos experimentais quanto ao peso absoluto ou relativo das glândulas adrenais das mães, peso corporal dos filhotes, dia de apresentação de cada marco do desenvolvimento, desempenho no teste do labirinto aquático de Morris e conteúdo de sinaptofisina no hipocampo da prole. Esses resultados sugerem que o protocolo de exercício físico parental empregado em nosso estudo não gera estresse materno significativo, não tem efeito sobre o desenvolvimento físico e sensório-motor, a memória espacial e também não altera a expressão de sinaptofisina no hipocampo de filhotes de ratos Wistar.

Specific developmental periods (including preconception and prenatal) are highly vulnerable to environmental changes such as diet and stress. Therefore, parental lifestyle influences the health of children. Preclinical studies have associated the mother’s physical activity practice during pregnancy and prior to conception to a better offspring cognitive function, which was also seen in the only study that investigates the practice of parental physical activity on this parameter.This is the first research designed to study how parental physical activity can influence the maternal stress level, sensory-motor development, spatial memory and synaptic plasticity of the offspring, giving relevance and originality in research. All procedures were approved by the UFRGS Ethics Committee (27587). Nine male and 13 female Wistar adult rats were submitted or not to physical exercise. Forced exercise protocol for male rats were performed previously to mating and consisted of treadmill running (speed of 5 m/min, 20 min/day at 60% VO2 max, 5 consecutive days/week) during 22 days. After confirmation of pregnancy, part of female rats were submitted to treadmill running (speed of 6,6 m/min, 20 min/day at 30 % VO2max, 5 consecutive days/week) throughout pregnancy. After birth, the male pups were divided in four groups: (1) offspring from sedentary father and mother (SS); (2) offspring from sedentary father and exercised mother (SE); (3) offspring from exercised father and sedentary mother (ES); (4) offspring from exercised father and exercised mother (EE). A week after weaning (P21), mothers were decapitated and their adrenal glands were removed and weighed as a measure of stress. Body weight of the pups was analyzed at birth day (P0), P7, P14 and P53 (before transcardiac perfusion). From P1 to P21, the sensorymotor development of pups was evaluated daily by the developmental milestones (n: 11-13 animals per group). Between P47 and P51, the spatial learning and memory of the offspring was assessed using the Morris Water Maze (n: 4 - 9 animals per group). The expression of synaptophysin in the hilus of dentate gyrus of the hippocampus was verified by immunostaining and measured by optical densitometry (n: 4 - 5 animals per group). No difference was found among the experimental groups regarding absolute or relative weight of adrenal glands from of mothers, body weight of puppies, the day when each developmental milestone was acquired, the performance in the Morris water maze task or the synaptophysin expression in hippocampus.These data suggest that the parental exercise protocol used in this study does not generate significant maternal stress, has no effects on physical and sensorimotor development of offspring or in spatial memory and synaptic plasticity of the hippocampus.