Isolamento social precoce e consumo de uma dieta hiperlipídica : implicações no comportamento do tipo depressivo e em aspectos cognitivos em ratos adultos

Abstract

Intervenções ambientais, como a exposição precoce a estressores ou a dietas ricas em calorias, podem alterar a trajetória da maturação neural e influenciar na susceptibilidade a certas patologias a longo-prazo. Neste contexto, o objetivo do presente estudo foi investigar os efeitos de uma exposição ao isolamento social durante o período pré-pubere associado ou não ao consumo precoce e crônico de uma dieta hiperlipídica (HFD) sobre aspectos cognitivos e emocionais, e possíveis mecanismos neuroquímicos associados a essas alterações, no hipocampo, no córtex pré-frontal e no núcleo accumbens de ratos machos na idade adulta. Os resultados mostraram que os dois fatores, estresse e dieta (separadamente), induziram um comportamento do tipo depressivo nos animais na idade adulta. Além disso, os animais isolados apresentaram um déficit cognitivo associado à memória de curta-duração e de trabalho, enquanto que animais com acesso à HFD demonstraram prejuízo somente na memória de curta-duração. Curiosamente, a interação entre os fatores (estresse e dieta) causou uma reversão dos déficits na memória de curta-duração. Em relação às avaliações do comportamento alimentar hedônico, observamos que o grupo com consumo crônico de HFD apresentou uma menor motivação para obter diferentes tipos de alimentos palatáveis doces. Essa redução motivacional não parece ser associada a uma menor palatabilidade e/ou a uma maior saciedade induzida pela HFD. Em relação aos marcadores de plasticidade analisados no córtex pré-frontal, observamos interações entre os fatores estresse e dieta na atividade da enzima Na+K+-ATPase, nos níveis de BNDF e no imunoconteúdo das proteínas AKT e MAPK/ERK, sendo que os fatores quando aplicados isolados diminuem os níveis dos parâmetros analisados, porém quando associados, os níveis retornam ou aumentam em relação aos valores do grupo controle. O hipocampo foi a estrutura mais afetada pelas intervenções ambientais neste trabalho. Observamos que tanto o estresse, como a dieta hiperlipídica (separadamente) causaram uma redução da plasticidade sináptica hipocampal, por meio de diferentes mecanismos: o acesso crônico à HFD afeta proteínas relacionadas ao funcionamento das sinapses, enquanto o isolamento social parece afetar mais particularmente a via de sinalização do BDNF. Com relação aos achados neuroquímicos no núcleo accumbens, observamos uma redução dos receptores dopaminérgico-1 (D1) e canabinóide-1 (CB1) com o consumo de HFD, enquanto que os animais isolados na pré-puberdade apresentaram uma redução do metabolismo dopaminérgico nesta estrutura. Em suma, esta tese demonstra que tanto o isolamento social e como o consumo contínuo de HFD causam comportamento do tipo depressivo e outras alterações comportamentais, e reduzem marcadores de plasticidade importantes no córtex prefrontal e hipocampo. O acesso à HFD também causa uma menor motivação para o comportamento alimentar hedônico. Assim, tais eventos precoces podem afetar a plasticidade neural levando a importantes alterações comportamentais, e assim predispor a diferentes patologias durante a vida.

Environmental interventions, such as early exposure to stressors or high calorie-diets, can alter the trajectory of neural maturation and influence the susceptibility to some pathologies throughout life. In this context, the aim of the present study was to investigate the effects of exposure to social isolation, during the pre-pubertal period, associated or not with early and chronic consumption of a hyperlipid diet (HFD) on cognitive and emotional aspects, and possible mechanisms associated with these changes, in the hippocampus, the prefrontal cortex and the nucleus accumbens of male rats in adulthood. The results showed that both pre-pubertal social isolation and chronic access to a hyperlipidic diet induced a depressive-like behavior in animals during adulthood. In addition, isolated animals had a cognitive deficit associated with short-term and working memory, whereas animals with access to HFD demonstrated impairment only in short-term memory. Interestingly, the interaction between the factors (stress and diet) caused a reversal in relation to short-term memory, remaining similar to the control group. Regarding the evaluations of the hedonic eating behavior, we observed that HFD group presented a lower motivation to obtain different sweet palatable foods. This impaired motivation does not appear to be associated with less palatability and/or satiety induced by the high-fat diet. Concerning plasticity markers in the prefrontal cortex, we observed interactions between stress and diet on Na+ K+-ATPase activity, BNDF levels and AKT and MAPK/ERK immunocontents. These interactions follow a similar profile: when applied alone, the levels of the analyzed parameters decrease, but when associated, the levels return or increase in relation to the values of the control group. The hippocampus was the structure most affected by the environmental interventions. Both stress and HFD caused a reduction of hippocampal synaptic plasticity through different mechanisms: chronic access to HFD affects proteins related to synaptic function, while social isolation affects the BDNF signaling pathway more significantly. Regarding the neurochemical findings in the nucleus accumbens, we observed a reduction in dopaminergic-1 (D1) and cannabinoid-1 (CB1) receptors with chronic HFD intake, whereas isolated animals had a reduction of dopaminergic metabolism in this same structure. In summary, this thesis shows that both social isolation and chronic consumption of HFD lead to depressive-like behavior and to other behavioral changes; they reduce plasticity markers in prefrontal cortex and hippocampus. HFD access also induced a lower motivation for hedonic feeding. Therefore, these early interventions may affect neural plasticity, leading to important behavioral changes, and thus, predispose to different pathologies later in life.