Estresse e dieta rica em gordura durante o desenvolvimento : impacto sobre a plasticidade e a neurogênese no hipocampo de ratos Wistar

Abstract

Uma fase muito importante para o desenvolvimento cerebral é a fase que antecede a puberdade. Durante essa fase, o hipocampo apresenta um aumento na plasticidade e maturação, característica que é diminuída na fase adulta. A exposição a diferentes fatores ambientais durante essa fase, como estresse, e também acesso a diferentes dietas, tem efeitos sobre a maturação cerebral, sendo que esses dois fatores podem estar relacionados à geração de alterações comportamentais e neuroquímicas, que podem ter resultados patológicos na vida adulta. O estresse do tipo isolamento social bem como uma dieta hiperlipídica têm, ambos, efeitos sobre o eixo hipotálamo- hipófise-adrenal (HHA), que estão relacionados às respostas ao estresse no decorrer da vida. Ambos os fatores mencionados têm efeitos que podem ser prejudiciais sobre a plasticidade na região do hipocampo. Contudo, dietas ricas em lipídios podem levar ao aumento do hormônio leptina (que está relacionado à estimulação da plasticidade cerebral). Ainda, a exposição a situações de estresse podem estimular o consumo de dietas ricas em lipídios. A partir disso, este trabalho tem como objetivo estudar como o uso crônico de dieta rica em gordura (DRG) ao longo do desenvolvimento bem como a exposição curta ao estresse podem interagir para programar a longo prazo o comportamento, relacionando efeitos comportamentais com mudanças neuroquímicas (a neurogênese e a sinalização da leptina no hipocampo). Nossos resultados mostraram que o consumo de DRG no início da vida levou a prejuízos no hipocampo dorsal, com redução da neurogênesee e da funcionalidade mitocondrial na idade adulta. Ao mesmo tempo, houve diminuição do desempenho em uma tarefa de memória espacial. Não foram observadas interações com a exposição ao estresse na pré-puberdade nesses parâmetros, contudo, o estresse causou prejuízo em uma tarefa de medo condicionado ao contexto. Observou-se também alterações na cascata de sinalização da leptina, onde a DRG diminui a sinalização pela via AKT e o estresse aumentou a sinalização por essa via. Nossos resultados sugerem o impacto de modificações ambientais precoces sobre funções hipocampais, mostrando que essa é uma região vulnerável a intervenções durante o desenvolvimento.

A very important phase for brain development is the period that precedes puberty. During this phase, the hippocampus shows an increase in plasticity and maturation, with this characteristic decreased in adulthood. Exposure to different environmental factors during this period, such as stress, and also access to different diets, has effects on brain maturation, and these two factors may be related to behavioral and neurochemical changes, which can have pathological results in adult life. Both social isolation stress as well as a high fat diet have effects on the hypothalamic- pituitary-adrenal (HPA) axis, which is related to responses to stress throughout life. Both mentioned factors may impair plasticity in the hippocampus, although diets rich in lipids lead to an increase in the hormone leptin (which is related to the stimulation of brain plasticity), and it must be considered that exposure to stressful situations can stimulate consumption of these diets. This work aims to study how the chronic use of a high-fat diet (HFD) from weaning as well as a short exposure to isolation stress in the prepuberty can interact to program long-term behavior focusing on memory, and relating behavioral effects to neurochemical changes (on neurogenesis and leptin signaling in the hippocampus). Results showed that consumption of HFD from early life led to impairments in the dorsal hippocampus, with reduced neurogenesis and in mitochondrial functionality in adulthood. Besides, these animals presented decreased performance in a spatial memory task. No interactions with stress were observed. However, stressed animals showed reduced performance in a fear conditioned task. Changes were also observed in the leptin signaling cascade, where HFD decreased signaling via the AKT pathway and stress increased the signaling pathway. Our results suggest the impact of early environmental on hippocampal functions, showing that this region is vulnerable to early interventions during its development.