Desmame precoce : impacto molecular e comportamental na prole de ratos Wistar

Abstract

Os primeiros 1000 dias de vida são uma janela crítica de vulnerabilidade, onde a exposição a fatores ambientais pode influenciar positiva ou negativamente a saúde ao longo da vida. A ingestão exclusiva de leite materno, combinado com o cuidado materno, durante os primeiros seis meses de vida garante um melhor desenvolvimento ao recém-nascido. No entanto, o desmame precoce é uma prática que vem aumentando, a qual tem sido associada ao desenvolvimento de diversas alterações moleculares e comportamentais. Dessa forma, investigamos o efeito do desmame precoce aos 16 dias de vida sobre a homeostase redox e a função mitocondrial no encéfalo de filhotes fêmeas e machos de ratos Wistar, além disso investigamos parâmetros comportamentais aos 60 dias de vida. Os filhotes foram divididos em 4 grupos: (1) desmame controle (desmame aos 21 dias pós-natal), (2) desmame precoce por bromocriptina (desmame aos 16 dias pós-natal), (3) desmame precoce por separação materna combinado com adoção (desmame aos 16 dias pós-natal), (4) desmame precoce por separação materna sem cuidados (desmame aos 16 dias pós-natal). Acompanhamos o peso corporal dos animais desde os 16 até os 59 dias de idade. No 21° dia, parte dos filhotes foram eutanasiados e o hipocampo e o hipotálamo foram removidos para avaliações bioquímicas. Medimos por citometria de fluxo a massa e o potencial de membrana mitocondrial, os níveis de superóxido mitocondrial, espécies reativas de oxigênio e nitrogênio, óxido nítrico e peroxidação lipídica. Avaliamos também as atividades de algumas enzimas antioxidantes. Os filhotes remanescentes foram submetidos aos testes comportamentais no 60° dia pós-natal. Realizamos os testes de campo aberto a fim de avaliar atividade motora, reconhecimento de objeto novo para avaliar a memória de longa duração de reconhecimento, teste de labirinto em Y para avaliar a memória de trabalho e a disposição dos roedores para explorar novos ambientes e labirinto em cruz elevado para avaliar o comportamento tipo ansioso na prole. Aos 16 dias de vida o desmame precoce por separação materna foi capaz de reduzir o peso corporal dos filhotes; em relação às alterações bioquímicas no hipocampo, o desmame alterou os níveis de óxido nítrico nas fêmeas do grupo desmame precoce por bromocriptina e por separação materna seguido por adoção, além disso a razão das atividades enzimáticas de SOD/GPx+CAT nas fêmeas em ambos os grupos de desmame precoce por separação materna apresentaram um aumento na razão enzimática; e no hipotálamo o desmame aumentou a peroxidação lipídica nos machos de ambos os grupos desmame precoce por separação materna. Aos 60 dias de vida, os filhotes machos apresentaram um peso corporal menor comparado com filhotes controles. Além disso, o peso corporal das fêmeas foi menor que os filhotes machos. Os filhotes machos do grupo desmame precoce por bromocriptina apresentaram um déficit de memória de longa duração, além de apresentarem um comportamento tipo ansioso, o grupo desmame precoce por separação materna seguido por adoção também apresentou um comportamento tipo ansioso. Dessa forma, concluímos que o desmame precoce pode ser prejudicial ao desenvolvimento do sistema nervoso central em relação à homeostase redox e pode promover alterações comportamentais e de aprendizado na vida adulta.

The first 1000 days of life are a critical window of vulnerability, where exposure to environmental factors can positively or negatively influence health throughout life. Exclusive intake of breast milk, combined with maternal care, during the first 6 months of life guarantees a better development of the newborn. However, early weaning is an increasing practice, which has been associated with the development of several molecular and behavioral changes. Thus, we investigated the effect of early weaning at 16 days of life on redox homeostasis and mitochondrial function in the brain of female and male pups of Wistar rats, in addition to investigating behavioral parameters at 60 days of life. The pups were divided into 4 groups: (1) control weaning (weaning at 21 postnatal days), (2) early weaning by bromocriptine (weaning at 16 postnatal days), (3) early weaning by maternal separation combined with adoption (weaning at 16 postnatal days), and (4) early weaning by separation without maternal care (weaning at 16 postnatal days). We monitor the animals' body weight from 16 to 59 days of age. On the 21st day, part of the pups was euthanized and the hippocampus and hypothalamus were removed for biochemical evaluations. We measured mitochondrial membrane potential and mass, levels of mitochondrial superoxide, reactive oxygen and nitrogen species, nitric oxide and lipid peroxidation by flow cytometry. We also evaluated the enzymatic activities of some antioxidant enzymes. The remaining pups was subjected to behavioral tests on the 60th postnatal day, we performed the open field test, recognition of new object, Y-Maze test and elevated plus-maze test. At 16 days of age, early weaning by maternal separation was able to reduce the pups’ body weight; in relation to the biochemical changes in the hippocampus, weaning changed the levels of nitric oxide in females in the early weaning by bromocriptine and maternal separation followed by adoption groups. In addition, the SOD/GPx+CAT ratio in the females from both groups of the weaning early maternal separation showed an increase. In the hypothalamus, weaning increased lipid peroxidation in males in both groups of the early weaning by maternal separation. At 60 days of age, male pups had lower body weight compared to control pups, moreover the female body weight was lower than male. Male pups in the early bromocriptine weaning group had a long-term memory deficit evaluated by novel object recognition test, in addition to having an anxious type behavior. The early weaning by maternal separation followed by adoption group also showed an anxious type behavior. Thus, we conclude that early weaning can be detrimental to the development of the central nervous system in relation to redox homeostasis and can promote behavioral and learning changes in adulthood.