Investigação dos efeitos neuroadaptativos do exercício físico materno sobre a prole de ratas submetida a uma dieta obesogênica : foco na expressão gênica mitocondrial

Abstract

A obesidade é uma doença multifatorial caracterizada por um acúmulo excessivo de gordura corporal, e tem sido associada com o aumento de doenças crônicas não transmissíveis (DCNTs). O consumo excessivo de alimentos com alta densidade energética atrelado ao sedentarismo impactam no desenvolvimento da obesidade. Nesse contexto, o exercício físico é reconhecido como uma estratégia protetora, visto que está associado a redução do risco de desenvolver DCNTs. A programação metabólica gestacional define-se pelo conceito das Origens Desenvolvimentistas da Saúde e da Doença (DOHaD), que prevê que as condições intrauterinas impactam no desenvolvimento da saúde e no risco de desenvolver DCNT na vida adulta. O objetivo desse estudo foi avaliar os efeitos do exercício gestacional sobre a expressão de mRNA de genes relacionados à biogênese e à dinâmica mitocondrial no cerebelo da prole submetida à obesidade por meio de dieta na vida adulta. Para tal, ratas Wistar foram submetidas a 5 sessões semanais de 30 minutos de natação durante toda a gestação. Após o desmame, a prole recebeu dieta padrão ou dieta obesogênica (alto teor de gordura e sacarose). No dia pós-natal (DPN) 90, os animais foram eutanasiados e o cerebelo foi coletado. A expressão dos genes mitocondriais PGC1α, TFAM e MFN1 foi avaliada através de RT-qPCR utilizando TUBA1B e GAPDH como genes normalizadores. Não foram observadas alterações na biogênese mitocondrial por meio da expressão de PGC1α e TFAM. A dinâmica mitocondrial foi alterada por um aumento na expressão de MFN1 em resposta ao exercício físico materno associado à dieta obesogênica na prole feminina. O gene GAPDH, inicialmente incorporado ao estudo como um normalizador, apresentou aumento em sua expressão em resposta ao exercício físico, à dieta obesogênica na prole e a ambos fatores associados na prole masculina. Os resultados sugerem que o exercício materno durante a gestação apresenta efeitos neuroadaptativos sobre a expressão gênica mitocondrial da prole submetida à obesidade por meio de dieta em idade adulta, de maneira sexo-dependente.

Obesity is a multifactorial disease characterized by an excessive body fat, and has been associated with an increase in chronic non-communicable diseases (CNCDs). Excessive consumption of foods with high energy density combined with a sedentary lifestyle have an impact on the development of obesity. In this context, physical exercise is recognized as a protective strategy, as it is associated with a reduced risk of developing CNCDs. Gestational metabolic programming is defined by the concept of Developmental Origins of Health and Disease (DOHaD), which says that intrauterine conditions impact the development of health and disease in adult life. Our objective was to evaluate the effects of gestational exercise on mRNA expression of genes related to biogenesis and mitochondrial dynamics in the cerebellum of offspring submitted to obesity through diet. For this purpose, Wistar rats were submitted to 5 weekly sessions of 30 minutes of swimming during the entire pregnancy. After weaning, the offspring received a standard diet or an obesogenic diet (high in fat and sucrose). On postnatal day (PND) 90, the animals were euthanized and the cerebellum was collected. The expression of mitochondrial genes PGC1α, TFAM and MFN1 was evaluated by RT-qPCR, using TUBA1B and GAPDH as reference genes. No changes were observed in mitochondrial biogenesis through expression of PGC1α and TFAM. Mitochondrial dynamics were altered by an increase in MFN1 expression in response to maternal physical exercise associated with an obesogenic diet in female offspring. The GAPDH gene, initially incorporated into the study as a normalizer, showed an increase in its expression in response to physical exercise, an obesogenic diet in the offspring and both associated in the male offspring. The results suggest that maternal exercise during pregnancy has neuroadaptive effects on mitochondrial gene expression in offspring submitted to obesity through diet in adulthood, in a sex-dependent manner.