Dieta materna durante a gestação : impactos comportamentais e neuroquímicos na prole

Abstract

A dieta materna consumida durante a gestação pode afetar o neurodesenvolvimento, o comportamento, o metabolismo, a homeostase redox e o estado inflamatório da prole. Durante a gestação a demanda de folato aumenta para a manutenção das reações de transferência de um carbono, que participam da síntese de DNA, e reações de metilação biológica importantes para o crescimento uterino, placentário e fetal. Além disso, as proteínas consumidas pela dieta são uma fonte de aminoácidos que são cruciais para o crescimento e desenvolvimento fetal adequado. No entanto, estudos têm demonstrado que alterações no consumo materno durante a gestação de macronutrientes ou micronutrientes podem causar prejuízos na prole. Baseado nisto, o objetivo dessa tese foi investigar os efeitos da suplementação de ácido fólico ou do consumo de dieta hiperproteica durante a gestação sobre parâmetros comportamentais e neuroquímicos no córtex cerebral e soro da prole de ratos machos. No capítulo I, as ratas prenhes foram randomizadas em dois grupos, de acordo com a dieta: grupo 1, (controle) dieta padrão (2 mg/kg dieta de ácido fólico) e grupo 2, dieta suplementada com 4 mg/kg dieta de ácido fólico. No capítulo II, as ratas prenhes foram divididas aleatoriamente em dois grupos, de acordo com a dieta: grupo 1, (controle) dieta padrão contendo 20% de proteína e grupo 2, dieta hiperproteica contendo 50% de proteína. Durante todo o período gestacional as ratas prenhes receberam as dietas experimentais. Em ambos os capítulos, a prole de 21 dias pós-natal a foi submetida a uma bateria de testes comportamentais, a saber: qualidade do cuidado materno, preferência olfatória da prole pelo odor maternal, campo aberto, reconhecimento de objetos, labirinto em cruz elevado, transição claro-escuro, teste de depressão relacionada à alimentação, escada horizontal, trave de equilíbrio e rotarod. Após a realização dos testes comportamentais, a prole foi eutanasiada e o soro e o córtex cerebral total foram imediatamente coletados para análise dos parâmetros neuroquímicos (homeostase redox, neuroinflamação e níveis de aminoácidos teciduais e séricos). Os resultados do capítulo I demonstram que a dieta suplementada com 4 mg/kg de ácido fólico durante toda a gestação prejudicou a memória e a motricidade da prole quando comparada ao controle. Também foi observado um aumento no comportamento do tipo ansioso e depressivo neste grupo, bem como os níveis de nitritos que aumentaram no córtex cerebral da prole. Entretanto, o imunoconteúdo e a expressão de óxido nítrico sintase induzível não foram alterados. Além disso, identificamos um aumento na expressão gênica do fator de necrose tumoral-α, interleucina-1β, interleucina-6, interleucina-10 e da proteína quimioatraente de monócitos-1 no córtex cerebral da prole suplementada com ácido fólico ao longo da gestação. Em relação ao capítulo II, os resultados evidenciaram um aumento nos níveis de homocisteína e mediadores neuroinflamatórios no córtex cerebral da prole de ratas prenhes que consumiram dieta hiperproteica durante toda a gestação. Além de diminuir os níveis de histidina no soro da prole. Os resultados também revelaram prejuízos na memória e motricidade e um aumento do comportamento do tipo ansioso na prole suplementada com dieta hiperproteica durante a gestação. Os resultados dessa tese indicam que a suplementação com ácido fólico ou o consumo de dieta hiperproteica durante a gestação podem causar prejuízos neuroquímicos e comportamentais na prole de ratos machos. Em conjunto, esses achados fornecem uma nova base para a compreensão dos resultados bioquímicos e comportamentais associados à suplementação de ácido fólico ou o consumo de dieta hiperproteica durante todo o período gestacional.

Pregnancy diet can impact in offspring’s neurodevelopment, behavior, metabolism, redox homeostasis, and inflammatory status. In pregnancy, folate demand increases due to the requirement for one-carbon transfer reactions required for DNA synthesis and biological methylation reactions to uterine, placental, and fetal growth. Moreover, proteins in the diet are a source of amino acids that are crucial for proper fetal growth and development. However, studies have a shown that changes in maternal macronutrients or micronutrients consumption during pregnancy may cause behavioral impairments in the offspring. Based on this, the objective of the thesis was to investigate the effects of folic acid supplementation or high-protein diet consumption throughout pregnancy on neurochemical and behavioral parameters in male offspring. For this, in the chapter I, pregnant rats were randomly divided into two groups, according to the diet: group 1, (control) standard diet (2 mg/kg diet of folic acid) and group 2, diet supplemented diet with 4 mg/kg diet of folic acid. In the chapter II, pregnant rats were randomly divided into two groups, according to the diet: group 1, (control) standard diet containing 20% protein, and group 2, the high-protein diet containing 50% protein. Throughout the gestational period, the pregnant rats received experimental diets. In both chapters, offspring at 21 postnatal days were submitted to behavioral tests, namely: maternal behavior, olfactory preference test, open field, object recognition, plus maze, light-dark transition, eating-related depression test, ladder walking, beam balance, and rotarod. After conducting behavioral tests, offspring were euthanized and serum and total cerebral cortex were immediately collected for the analysis of neurochemical parameters (redox homeostasis, neuroinflammation, and tissue and serum amino acid levels, including homocysteine). The results of the chapter I showed that the supplemented diet with 4 mg/kg diet of folic acid throughout pregnancy impaired memory and motricity of the offspring when compared with control (standard diet). It was also observed an increase in anxiety- and depression-like behavior in this group. Nitrite levels increased in cerebral cortex of the offspring. In contrast, inducible nitric oxide synthase expression and immunocontent were not altered. Moreover, we identify an increase in tumor necrosis factor-α, interleukin-1β, interleukin-6, interleukin-10, and monocyte chemoattractant protein-1 gene expression in the cerebral cortex of the offspring supplemented with folic acid throughout pregnancy. In relation to chapter II, Results showed an increase in homocysteine levels and neuroinflammatory mediators in the offspring’s cerebral cortex from pregnant rats supplemented with a high-protein diet throughout pregnancy. Besides decreasing histidine levels in offspring’s serum. The results also revealed impairment in memory and motricity and an increase in anxiety-like behavior in the offspring supplemented with a high-protein diet throughout pregnancy. The results of this thesis indicate that folic acid supplementation or maternal high-protein diet consumption throughout pregnancy may cause biochemical and behavioral impairments in the offspring. Together, these findings provide a new basis for understanding the biochemical and behavioral outcomes associated with folic acid supplementation and high-protein exposure throughout pregnancy.