Efeitos da progesterona sobre o comportamento tipo depressivo e sobre a expressão das subunidades do receptor GABA A de ratos Wistar machos e fêmeas

Abstract

A depressão é um transtorno que possui maior prevalência nas mulheres do que nos homens. A progesterona pode estar envolvida nos mecanismos que geram estas diferenças. Este hormônio é utilizado clinicamente para mulheres em diversos eventos reprodutivos, e seu efeito na depressão não está bem estabelecido. Estudos em modelos animais mostraram que existe uma influência da progesterona no comportamento tipo-depressivo em roedores, mas estes estudos são inconclusivos. Autores têm demonstrado que as mudanças comportamentais em roedores ocasionadas pela progesterona estão associadas à alterações nas subunidades do receptor GABAA. O ácido Y-aminobutírico (GABA) é o principal neurotransmissor inibitório do sistema nervoso central. O receptor GABAérgico é composto de uma combinação de 5 subunidades que formam um poro iônico. A composição de subunidades mais comum é a composta de 2a1, 2b2 e 1g2. A modulação da atividade GABAérgica pela progesterona é específica à estrutura encefálica utilizada. O estriado é a estação de entrada para os núcleos da base, uma estrutura envolvida em respostas comportamentais. O córtex préfrontal é uma estrutura de grande importância no circuito límbico envolvida no controle de situações estressantes. Estudos têm mostrado uma assimetria funcional nesta estrutura relacionada ao gênero em respostas adaptativas ao estresse e no processamento emocional em humanos. Há também evidências relacionadas à depressão, de assimetria no sistema GABAérgico no estriado. Desta forma, no primeiro artigo, foi investigado o efeito antidepressivo de baixas doses de progesterona com dois protocolos de tratamento: agudo e crônico. No segundo e terceiro artigos foram avaliadas a expressão das subunidades a1 e g2 do receptor GABAA nos hemisférios direito e esquerdo do estriado e do córtex préfrontal de ratos Wistar machos e fêmeas que receberam o tratamento crônico com progesterona e de ratos que, adicionalmente, foram submetidos ao teste do nado forçado. No estriado, foi avaliada a expressão do mRNA, por RT-PCR, e no córtex pré-frontal foi avaliado em machos, adicionalmente, a expressão protéica por Western Blot destas subunidades. O tratamento agudo com progesterona não alterou o comportamento tipodepressivo dos ratos, mas o tratamento crônico diminuiu o comportamento tipodepressivo em fêmeas e aumentou em machos. A dose utilizada não alterou o ciclo hormonal das fêmeas. A análise da imobilidade dos animais que receberam veículo demonstrou que as fêmeas em diestro II foram mais depressivas do que os machos, refletida por sua maior imobilidade no teste do nado forçado. Este resultado comportamental das fêmeas pode estar associado aos mais baixos níveis séricos de progesterona característicos desta fase do seu ciclo reprodutivo. A expressão da subunidade g2 no estriado dos ratos controle foi assimétrica, onde machos mostraram maior expressão no hemisfério esquerdo do que no direito, que pode representar uma característica de risco mais baixo para depressão. Não houve assimetria no estriado das fêmeas ou no córtex pré-frontal dos grupos controle. No estriado e no córtex pré-frontal, o estresse altera a simetria da expressão da subunidade a1, induzindo maior expressão no lado direito do que no esquerdo. Esta resposta assimétrica ocorreu em ratos machos e em fêmeas submetidos ao estresse específico das injeções. Ainda, os machos respondem ao estresse pela alteração da expressão da subunidade a1 e têm a capacidade de se recuperar desta alteração após a exposição a outro tipo de estressor nas duas estruturas analisadas neste trabalho. O estresse, independente do tipo, diminui a expressão da subunidade g2, tanto no estriado como no córtex pré-frontal. O efeito antidepressivo da progesterona nas fêmeas está correlacionado com a maior expressão da subunidade a1 no córtex préfrontal. O efeito pró-depressivo nos machos está correlacionado com o aumento da expressão da subunidade g2 no estriado. Progesterona altera o comportamento tipo-depressivo alterando a eficiência do sistema GABAA no hemisfério direito do córtex pré-frontal de fêmeas e no estriado de machos. A análise da expressão do mRNA e da proteina demonstrou que progesterona e o nado forçado aumentaram bilateralmente a expressão do mRNA da subunidade α1, mas aumentaram a expressão protéica desta subunidade apenas no hemisfério direito. Além disso, progesterona não modificou o mRNA da subunidade g2 mas aumentou sua expressão protéica, indicando a existência de possíveis modificações pós-transcricionais.

Major depression is more prevalent among women than men, and progesterone might be involved in the mechanisms that generate these differences. Progesterone is clinically used for women in several reproductive events, but its antidepressant effect is unclear. Animal studies showed the interference of progesterone on depressive behaviors of rodents, but they are inconclusive, and no study compared different treatment durations. The behavioral changes ocasioned by progesterone has been associated with GABAAR activity modulation. Y-aminobutyric acid (GABA) is the main inhibitory neurotransmitter in the central nervous system, and generally consists of a combination of 2a1, 2β2 and 1g2 subunits. The modulation of GABAA receptor by progeterone is specific to brain region studied. Prefrontal cortex is a nodal point of a limbic circuit involved in the control of stress situations. Studies have shown a sex-related functional asymmetry in this region mediating adaptive coping responses to stress and emotional processing in humans.The striatum is the input station for the basal ganglia, which is involved in behavioral responses. In this structure, there is evidence of brain hemispheric asymmetry in the GABAergic system related to depression. This study investigated the antidepressant effect of low doses of progesterone in male and female rats under acute or chronic administration. Male and female Wistar rats in different phases of the estrous cycle were acutely administered different doses of progesterone (0.0, 0.4. 0.8 and 1.2 mg/kg) and tested in the forced swimming test (FST). The lowest dose of progesterone (0.4 mg/kg) was chronically administered during two complete estrous cycles and diestrous II female and male rats were tested in the FST. One group only received chronic progesterone without have been evalued in the FST. The effects on the GABAA a1 and g2 receptor subunit mRNA expressions by RT-PCR in the striatum and prefrontal cortex these animals were examined. In the prefrontal cortex, the protein expression by Western Blot of these subunits was additionally evaluated. Progesterone decreased depressive-like behaviors only in chronically treated diestrous II female rats and increased immobility in male rats. This low dose of progesterone did not interfere in the hormonal cycling in female rats. Results also showed that diestrous II female rats had greater immobility than male rats in the FST. The greater immobility of diestrous II female rats shows that rats in this estrous phase present more depressive-like behaviors that may be associated with their lower serum levels of progesterone. We showed that progesterone chronically administered at low doses reverses these depressive-like behaviors and has an antidepressant effect during the diestrous II phase of the estrous cycle. In the striatum, the expression of the g2 subunit displayed a gender-specific asymmetry. The stress caused by injections decreased the expression of g2 and a1 mRNA in the striatum of both male and female rats, while stress caused by forced swimming decreased only the expression of g2. Also, the expression of the g2 and a1 subunits modified in according to the nature of the stressor. Chronic progesterone treatment increased both, g2 and a1 subunits, depending on the brain hemisphere, the level of stress, and the gender. A positive correlation between depression-like behavior in male rats treated with progesterone and the expression of the g2 subunit in the right striatum was noted. Our findings suggest that the g2 subunit of GABAAR can play an important role in the regulation of depressive behavior under certain stress conditions. In the pre-frontal cortex, the expression of a1 and g2 mRNA subunits are gender-specific in the control and stressed rats. It occurred a hemispheric specificity in the expression of the a1 and g2 subunits in response to injections stress as well as to progesterone treatment differentially regulated by gender. The mRNA and protein expression analysis demonstrated that progesterone plus forced swimming increased billaterally the expression of α1 mRNA, but the protein expression was increased only in the right prefrontal cortex. Moreover, progesterone did not modify the g2 mRNA but it increased its protein expression, indicating the existence of possible post-transcriptional modifications in this structure. Also, there was a negative correlation between the mRNA and protein expression of α1 subunit in the right prefrontal cortex and the immobility behavior in female rats. Thus, progesterone may improve the depressive behavior of females restoring the efficiency of system GABAA of right prefrontal cortex.