Efeitos da restrição calórica crônica em ratos Wistar : avaliação do estado redox em tecidos periféricos e de parâmetros cognitivos, bioquímicos e morfológicos encefálicos em modelo de demência

Abstract

A restrição calórica (RC) é uma dieta caracterizada por redução na quantidade total de calorias consumidas sem que ocorra desnutrição e tem sido associada a efeitos benéficos sobre a saúde, incluindo modulação sobre o estado redox. Alguns estudos têm avaliado os efeitos da RC sobre o sistema nervoso central, especialmente na senescência e em condições neurodegenerativas. Entretanto, devido a dados inconsistentes e/ou controversos da literatura, novos estudos são necessários para ampliar o conhecimento no tema e consolidar mecanismos de ação da RC. No presente trabalho investigou-se os efeitos de 30% de RC crônica em ratos Wistar machos na fase adulta, totalizando 17 semanas, em dois contextos experimentais. No primeiro, avaliou-se os efeitos da RC crônica sobre parâmetros relacionados ao estado redox e ao dano celular e sobre defesas antioxidantes não-enzimáticas e enzimáticas em rim, coração e fígado. Demonstrou-se que a RC crônica causou um aumento significativo na atividade da catalase no rim, na carbonilação de proteínas no coração e no conteúdo de glutationa (GSH) no fígado, além de reduzir a geração de espécies reativas (ER) hepáticas. No segundo contexto experimental avaliou-se o possível efeito neuroprotetor da RC crônica sobre parâmetros cognitivos, bioquímicos e morfológicos no córtex cerebral frontal, no hipocampo e no estriado, mediante modelo de demência por infusão intracerebroventricular (ICV) de estreptozotocina (STZ). Demonstrou-se que a RC crônica melhorou todos os parâmetros da memória de referência avaliados através do teste do labirinto aquático de Morris. No córtex cerebral frontal, a RC e a infusão ICV de STZ causaram uma redução na geração de ER sem alterar os outros parâmetros. No hipocampo, a STZ causou uma diminuição significativa no conteúdo da GSH e da proteína sinaptofisina (SYN), sendo que a RC foi capaz de prevenir e/ou reverter a diminuição de GSH. Ainda a RC per se aumentou a geração de ER. As imagens obtidas com a microscopia confocal revelaram redução na imunoreatividade da SYN e aumento da imunoreatividade da GFAP no hipocampo dos animais submetidos à infusão ICV de STZ. No estriado, tanto a RC como a STZ causaram uma diminuição do conteúdo de GSH, sem alterar os outros parâmetros. Concluiu-se que a RC crônica é capaz de modular o estado redox em diferentes tecidos periféricos, entretanto, os efeitos da RC são tecido-específico, ou seja, podem variar dependendo do tipo de tecido estudado. Além disso, concluiu-se que a RC crônica é capaz de prevenir e/ou recuperar os prejuízos cognitivos e as alterações hipocampais encontradas no modelo de demência induzido por STZ.

The caloric restriction (CR) diet is characterized by a reduction in the quantity of calories consumed without the occurrence of malnutrition. It has been associated with beneficial health effects, including modulation of the redox status. Studies have evaluating the effects of CR on central nervous system, particularly in aging and neurodegenerative conditions. However, due to inconsistent and/or controversial literature, further studies are needed to increase the knowledge and consolidate mechanisms of CR action. It was investigated the effects of 30% of chronic CR in adult male Wistar rats followed by 17 weeks, in two experimental contexts. At first, it was evaluated the effects of chronic CR on parameters related to oxidative status and oxidative damage and also on non-enzymatic and enzymatic cellular antioxidant defenses in the kidney, heart and liver. Chronic CR caused a significant increase in catalase activity in kidney, in protein carbonylation in heart and in glutathione (GSH) content in liver, and it caused a significant decrease in generation of reactive species (RS) in the liver. In the second experimental context, it was evaluated the effects of chronic CR on cognitive parameters and on biochemical and morphological changes in frontal cerebral cortex, hippocampus and striatum in model of dementia induced by intracerebroventricular (ICV) infusion of streptozotocin (STZ). Chronic CR was able to improve all deficits of reference memory assessed by the Morris water maze test. In the frontal cerebral cortex, CR and ICV infusion of STZ decreased RS generation without affecting other parameters. In the hippocampus, STZ decreased GSH and synaptophysin (SYN) contents. CR was able to prevent and/or revert the decrease in GSH content and it also has a per se effect in increasing RS generation. Images from confocal microcopy showed a reduction in SYN expression and an increase in GFAP expression in the hippocampus of rats submitted to ICV infusion of STZ. In the striatum, both CR and STZ decreased GSH levels without altering other parameters. In summary, chronic CR was able to modulate the redox state in various peripheral tissues, however, the effects of CR are tissue-specific, i.e, may vary depending on the type of tissue studied. The main conclusion is that chronic CR is able to prevent and/or revert cognitive impairments and hippocampal alterations in the animal model of dementia induced by STZ.