Enriquecimento ambiental como fator modulador do comportamento em ratos submetidos a estresse precoce e alterações neuroquímicas no hipocampo

Abstract

A fase neonatal é crítica para o desenvolvimento humano. Intervenções nesse período podem gerar consequências a longo prazo sobre a emoção, o comportamento e o metabolismo. Um potente estressor durante o período neonatal é a separação materna (SM), que pode levar a mudanças comportamentais, morfológicas e neuroquímicas que permanecem ao longo da vida. A exposição de animais a ambientes enriquecidos tem sido descrita como uma possível estratégia neuroprotetora em situações que envolvem estresse, uma vez que promove diversas mudanças neuroquímicas e comportamentais. Assim, o objetivo desse trabalho foi estudar se as alterações comportamentais e neuroquímicas causadas pela SM na fase neonatal podem ser moduladas pelo enriquecimento ambiental (EA). Ninhadas de ratos Wistar foram aleatoriamente designadas para uma das intervenções neonatais do dia pós-natal (PND) 1-10, Separados: filhotes colocados em uma incubadora a 32ºC/3h e Intactos: sem intervenção. Do PND 22-35, parte dos animais em cada grupo foi colocada em uma gaiola de EA e outra parte foi alojada em caixas padrão. Na idade adulta, foram realizados testes comportamentais de campo aberto, claro-escuro e memória aversiva. Foram realizadas medidas neuroquímicas no hipocampo dorsal (HcD) por Western blotting, e avaliados parâmetros redox no HcD e hipocampo ventral (HcV), além de ser avaliado o marcador neuroquímico periférico de distúrbios, S100B, no soro de animais que receberam ou não choque na idade adulta. O EA diminuiu a ansiedade nos animais Intactos, mas não nos Separados nos testes comportamentais de campo aberto e claro-escuro. O EA não atenuou o comportamento de congelamento na tarefa de medo condicionado ao contexto. A avaliação neuroquímica do HcD revelou que os animais reexpostos ao aparato de choque 24h depois do treino, e mortos 1h após a reexposição, tiveram a razão pERK1/2 / ERK1/2 aumentada em comparação com os animais sem reexposição, um efeito que foi mais marcante nos animais Intactos em relação aos SM. Não encontramos diferenças significativas nos receptores GluN2A e GluN2B do glutamato. Observamos que os animais Separados apresentaram diminuição da atividade da SOD em relação aos Intactos no HcD; no HcV o EA diminuiu os níveis de EROs dos animais submetidos a SM, além de a SM ter aumentado a atividade da CAT nos animais EA. Houve aumento da S100B nos animais que receberam choque e diminuição dos níveis séricos de S100B nos EA, de acordo com os resultados do campo aberto. Esses resultados apontam para distintos padrões de comportamento com a exposição a um ambiente enriquecido, com diminuição do comportamento tipo ansioso e dos níveis de S100B, um marcador associado com a fisiopatologia de diversos distúrbios cerebrais. A via de sinalização da pERK1/2 / ERK1/2 é ativada quando da sessão de evocação da memória, possivelmente influenciando na formação e recuperação da memória de medo no HcD. Essa cascata é diferentemente ativada em animais SM e Intactos. O HcD e o HcV dos animais diferem na adaptação a longo prazo em resposta à SM, com o EA atenuando a produção de espécies reativas apenas no HcV. Dessa forma, estudar o EA nos permite pensar em intervenções que possam amenizar o sofrimento, bem como em fatores que possam amenizar distúrbios emocionais induzidos por estresse precoce.

The neonatal phase is critical for human development. Interventions in this period can have long-term consequences on emotion, behavior, and metabolism. A potent stressor during the neonatal period is maternal separation (MS), which can lead to behavioral, morphological and neurochemical changes that remain throughout life. Exposure of animals to enriched environments has been described as a possible behavioral neuroprotective strategy in situations involving stress, since it promotes several neurochemical and behavioral changes. Thus, the objective of this study was to study whether behavioral and neurochemical changes caused by MS in the neonatal phase can be modulated by environmental enrichment (EE). Litters of Wistar rats were randomly assigned to one of the following neonatal treatments, Separated (postnatal day [PND] 1-10): pups placed in a 32°C/3h incubator; and Intact: without intervention. From PND 22-35, these groups were subdivided, and part of the animals was placed in an EE cage and another part was housed in standard boxes. In adulthood, openfield, light-dark box and aversive memory tests were performed. Western blotting of plasticity markers were evaluated in the dorsal hippocampus (dHC), and dHC and ventral hippocampal (vHC) redox parameters were measured, as well as plasma S100B, a peripheral neurochemical marker of disorders, S100B, both in animals that received shock in adulthood or not. EE decreased anxiety in Intact but not Separate animals in the open-field and lightdark tests. EE failed to mitigate the freezing behavior in the aversive memory task. The neurochemical evaluation of dHC revealed that animals reexposed to the shock apparatus 24h after training, and killed 1h after reexposure, had the pERK1/2 / ERK1/2 ratio increased compared to animals without re-exposure, but this ratio was lower in MS animals, independent of the situation. We found no significant differences in glutamate GluN2A and GluN2B receptors. We observed that the MS animals had a decrease in the SOD activity in relation to the Intact in the dHC; in the vHC EE decreased the levels of EROs of the animals submitted to MS, in addition to MS having increased CAT activity in the EE animals. There was an increase in S100B in the animals that received shock and a decrease in the serum levels of S100B in the EE groups, according to the results of the open-field. These results indicate that behavioral patterns related to anxiety are attenuated by exposure to an enriched environment, and decreased in the levels of a marker associated with the pathophysiology in various brain disorders. The pERK1/2 / ERK1/2 signaling pathway is activated after reexposure to the context of a fear memory in the dHC. This cascate is differentialy regulated in SM and Intact animals. The dHC and vHC of our animals differ in long-term adaptation in response to MS, with AE attenuating the production of reactive oxygen species in vHC only. Thus, studying EE allows us to think of interventions that may ease suffering, as well as factors that may alleviate emotional disorders induced by early stress.