Estado redox ovariano : efeito do exercício físico materno com sobrecarga associado a um modelo de dieta com alto conteúdo de gordura e açúcar na prole adulta

Abstract

De acordo com a hipótese das Origens Desenvolvimentistas da Saúde e da Doença (DOHaD, do inglês Developmental Origins of Health and Disease), intervenções no início da vida podem ter papeis duradouros sobre a saúde da prole. O conceito de DOHaD estabelece que o período periconcepcional é considerado como uma janela útil de programação do indivíduo, com diversos pesquisadores demonstrando que a prática de exercícios físicos e o consumo de dietas balanceadas podem exercer efeitos positivos sobre a saúde global da prole. Pesquisas demonstram a influência que intervenções intrauterinas possuem sobre a prole, nomeadamente como a intervenção durante o período de desenvolvimento intrauterino pode levar à alteração das células germinativas da prole e, subsequentemente, afetar a saúde da prole seguinte. Considerando efeitos na saúde reprodutiva, o presente estudo avaliou os efeitos do exercício de natação, com sobrecarga de 2% do peso corporal, aplicado antes e durante a gestação de ratas Wistar, seguido pela administração pós-natal de uma dieta contendo altos conteúdos de gordura e açúcar para a prole dos animais adultos durante 10 semanas a partir do desmame. Foi avaliado o peso corporal dos filhotes durante o protocolo de dieta, marcadores histopatológicos ovarianos, homeostasia redox ovariana e parâmetros de oxidação proteica ovarianos, além de vias de sinalização moleculares relacionadas, como imunoconteúdo de mitofusina-1 (Mfn-1), e formas total e fosforiladas de forkhead box O3 (FOXO3a) e proteína cinase ativada por monofosfato de adenosina (AMPK). Nossos dados demonstram que a prole nascida de mães exercitadas tem um atraso de duas semanas no ganho de peso quando consumindo dieta com alto conteúdo de gordura e açúcar, demonstrando um caráter protetivo da intervenção pré-natal sobre esse parâmetro. Animais de todos os grupos demonstraram alterações morfológicas como vacuolização e infiltrado de hemácias no córtex ovariano. A intervenção de natação gestacional com sobrecarga foi capaz de reduzir a atividade enzimática da superóxido-dismutase (SOD) e a razão antioxidante relacionada à percepção do status redox celular nos ovários das filhotes submetidas à natação com sobrecarga durante a gestação seguida de consumo de dieta com alto conteúdo de açúcar e gordura no período pós-natal. Além de diminuir a atividade enzimática da SOD, a administração de dieta com alto conteúdo de gordura e açúcar levou à diminuição também da atividade da glutationa-peroxidase (GPx), bem como aumentou a razão pFOXO3a/FOXO3a nos ovários da prole submetida às intervenções de exercício físico gestacional e dieta de alto conteúdo de gordura e açúcar. Nosso estudo é o primeiro a avaliar a homeostase redox e vias relacionadas à sinalização molecular em ovários da prole submetida à natação gestacional com 2% de sobrecarga seguida de administração pós-natal de dieta com alto conteúdo de gordura e açúcar, sugerindo que a combinação das intervenções causa leves efeitos prejudiciais, principalmente à homeostasia redox ovariana.

According to the developmental origins of health and disease (DOHaD) hypothesis, early life interventions can play a life-long role in the offspring’s health. Since the DOHaD concept establishes the pregnancy and surrounding periods as critical programming windows, research indicates that the practice of physical exercise and consumption of balanced diets can have positive effects on the offspring’s overall health. Concerning transgenerational effects, research has demonstrated the influence of intrauterine interventions on offspring reproductive health. This study assessed the effects of maternal swimming (2% overload) one week prior and during all pregnancy followed by a postnatal high-fat, high-sugar diet consumption for 10 weeks on the ovaries of female adult Wistar rats. We evaluated offspring’s bodyweight, histomorphological ovarian markers, antioxidant network, protein oxidation status, and related molecular pathways, such as of mitofusin-1, forkhead box O3 (FOXO3a), and AMPK-activated protein kinase (AMPK) immunocontents. Our study demonstrated that the offspring born to exercised dams show a 2-week delay in weight gain when compared to sedentary-born animals, demonstrating a positive protective effect of swimming during pregnancy, at least in this parameter. Animals from all groups displayed normal morphological characteristics of all follicle types and mild morphological alterations, such as vacuolization and blood infiltrates in ovarian cortex. Concerning the combination of pre and postnatal protocols, there was mild statistical interaction on the parameters evaluated. In relation to each intervention alone, the maternal exercise protocol (with overload) led to a reduction of both, superoxide dismutase (SOD) activity and a known index of cellular oxidative stress, also reducing mitofusin-1 immunocontent. On the other hand, the postnatal high-fat, high-sugar diet alone led to diminished SOD and glutathione peroxidase (GPx) activities, and increased the pFOXO3a/FOXO3a ratio in offspring ovaries. This study is the first to assess redox network and molecular pathways in offspring ovaries subjected to both pre and postnatal interventions, suggesting that maternal swimming with 2% bodyweight overload combined with HFHS diet during postnatal life leads to harmful effects on the ovarian redox network of offspring.