Modelo de obesidade e estresse crônico em ratos wistar : avaliação do comportamento alimentar, de anedonia e de níveis centrais de BDNF

Abstract

A obesidade tornou-se um dos mais graves problemas de saúde pública em todo o mundo, e o aumento na ingestão de alimentos hipercalóricos tem contribuído significativamente para o desenvolvimento desta doença. Este distúrbio metabólico pode ocasionar diversas outras comorbidades. Por outro lado, o estresse crônico, seja associado à obesidade ou não, leva a diferentes alterações neuroendócrinas e psicológicas. Estruturas cerebrais, especialmente o hipotálamo, estão envolvidas no controle do apetite. Atualmente, o hipocampo também tem sido associado ao controle do consumo alimentar. Neste contexto, o fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) que é amplamente expresso em todas as regiões do cérebro e desempenha um papel importante na sobrevivência neuronal e na neuroplasticidade tem sido associado à regulação da homeostase energética e da ingestão alimentar. Assim, o objetivo desta tese foi investigar os efeitos da obesidade induzida por dieta hipercalórica sobre parâmetros neuroquímicos e comportamentais com base em dois protocolos experimentais. No primeiro protocolo experimental, 30 ratos Wistar adultos foram divididos igualmente em 2 grupos de acordo com modelo de dieta: grupo controle, que recebeu ração padrão, e grupo dieta de cafeteria, alimentado com dieta de cafeteria. O objetivo do protocolo experimental foi investigar os efeitos da obesidade induzida por dieta hipercalórica em parâmetros neuroquímicos e comportamentais. Foram avaliados ganho de peso, comportamento hiperfágico, comportamento do tipo ansioso e atividade locomotora no labirinto em cruz elevado e no aparato de campo aberto, respectivamente. Também foram avaliados os níveis de BDNF e a susceptibilidade ao dano induzido por H2O2 com liberação de lactato desidrogenase (LDH) em tecido hipocampal. Foi possível observar que a exposição à dieta de cafetaria durante 6 semanas resultou em obesidade, hiperfagia e aumento na atividade locomotora. Animais obesos mostraram diminuição dos níveis de BDNF e aumento da susceptibilidade a danos celulares no hipocampo. As alterações comportamentais em resposta à exposição à dieta de cafeteria podem ser relacionadas com os seus efeitos neuroquímicos no cérebro, e a deficiência na regulação do apetite (hiperfagia) que pode estar associada à perda de integridade do hipocampo. No segundo protocolo experimental, 32 ratos Wistar adultos foram divididos igualmente em 4 grupos de acordo com a dieta hipercalórica (modelo de dieta de cafeteria) e modelo de estresse crônico por restrição: grupo controle que recebeu dieta padrão; grupo estresse que foi exposto ao modelo de estresse crônico por restrição; grupo dieta hipercalórica, que recebeu a dieta hipercalórica e grupo estresse + dieta hipercalórica, que foi exposto ao modelo de estresse crônico por restrição e recebeu dieta hipercalórica. O objetivo foi avaliar o efeito da obesidade associada com o estresse crônico sobre os níveis centrais de BDNF. O peso do animal e a ingestão calórica foram empregados como parâmetros de obesidade enquanto o peso relativo da glândula adrenal foi empregado como parâmetro de estresse. Demonstrou-se que o estresse crônico por restrição, por 12 semanas, aumenta o peso da glândula adrenal, diminui os níveis de BDNF no hipocampo e está associado com decréscimo na ingestão de sacarose, caracterizando anedonia. O aumento na glândula adrenal demonstra a intensa estimulação desta estrutura. A diminuição no consumo de sacarose associada à diminuição do BDNF hipocampal pode sugerir um comportamento depressivo. Por outro lado, os ratos que receberam a dieta hipercalórica tiveram aumento na ingestão de calorias e tornaram-se obesos, resultado que foi associado a uma diminuição dos níveis de BDNF hipotálamo.

Obesity has become one of the most serious worldwide public health problems and increment on hypercaloric food intake has contributed significantly to the development this disease. This metabolic disorder can lead to various other comorbidities. On other hand chronic stress, whether associated with obesity or not, leads to different neuroendocrine and psychological changes. Brain structures, especially hypothalamus, are involved in food control. Currently the hippocampus also has been associated with energy intake. In this context, brain-derived neurotrophic factor (BDNF) that is widely expressed in all brain regions and plays an important role in neural survival and neuroplasticity has been implicated in the regulation of energy homeostasis and food intake. Thus, the aim of this thesis was to investigate the effects of hypercaloric diet-induced obesity associated or not to chronic stress by restriction on neurochemical and behavioral parameters based on two experimental protocols. In first experimental protocol 30 Wistar adults rats were equally divided on two groups according to diet model: control group that received standard rat chow and cafeteria diet group that received cafeteria diet model. The aim of the experiment protocol was to investigate the effects of hypercaloric diet-induced obesity on neurochemical and behavioral parameters. Were evaluated the weight gain, hiperfagic behavior, and the anxiety-like behavior and locomotor activity on Plus Maze and the Open Field tests, respectively. Were evaluated also the BDNF levels and susceptibility to H2O2-induced oxidative damage with LDH release of hippocampal tissue. In this experimental protocol was possible to observe that exposure to the cafeteria diet for six weeks resulted in obesity, hyperphagia and increased on locomotor activity. Obese animals showed decreased BDNF levels and increased susceptibility to cellular damage in the hippocampus. The behavioral consequences of exposure to the cafeteria diet may be related to its biochemical effects on the brain and impairments food intake regulation (hyperphagia) might be associated to the loss of hippocampal integrity. In second experimental protocol 32 Wistar adults rats were divided on four groups according to hypercaloric diet (cafeteria diet model) and chronic restraint stress model: (C) control total group that received standard rat chow; (S) stress group that was exposure to chronic restraint stress model and received standard rat chow; (HD) group that received hypercaloric diet and (SHD) stress group that was exposure to chronic restraint stress model and received hypercaloric diet. The aims of experimental protocol were to evaluate the effect of obesity associated with chronic stress on the BDNF central levels of rats. Obesity was controlled by analyzing the animals’ caloric intake and changes in body weight. As a stress parameter, was analyzed the relative adrenal gland weight. This experimental protocol demonstrated that chronic restraint stress for 12 weeks increased the weight of the adrenal gland, decrease BDNF levels in the hippocampus and is associated with a decrease in sucrose intake, characterized anhedonia. The increase in the adrenal gland demonstrates the intense stimulation of this structure. The decrease in the consumption of sucrose associated with decreased hippocampal BDNF may suggest a depressive behavior. On the other hand, mice that received hypercaloric diet had an increased caloric intake and became obese, which was associated with a decrease in BDNF levels hypothalamus.