Identificação de possíveis mecanismos envolvidos na ação da progesterona sobre o hipotálamo e o bulbo olfatório de ratas Wistar submetidas ao teste do nado forçado

Abstract

A depressão é um transtorno comportamental com uma alta prevalência na população, a qual é maior nas mulheres do que nos homens. Estudos prévios mostraram que a administração de baixas doses de progesterona em ratas em diestro tem um efeito antidepressivo no teste do nado forçado. A depressão está associada com a neurodegeneração e a morte celular em alguns circuitos cerebrais, e a progesterona é um esteróide neuroprotetor que poderia prevenir ao menos parcialmente essa neurodegeneração. A fisiopatologia da depressão também envolve os sistemas GABAérgico e serotoninérgico, e ambos poderiam ter seu funcionamento modulado pela progesterona. Os animais de laboratório são constantemente expostos a vários tipos de estressores na rotina de laboratório, e o estresse poderia ser um fator de interferência em estudos comportamentais. O objetivo desse estudo foi verificar o efeito da progesterona na expressão protéica e na ativação da Akt e da Erk, e na expressão da caspase-3, SERT e na subunidade α4 do receptor GABAA no hipotálamo e no bulbo olfatório de ratas em diestro submetidas ao teste do nado forçado. No primeiro experimento, fêmeas em diestro (n= 8/grupo) foram randomicamente selecionadas para receber uma injeção diária de progesterona (0,4mg/kg i.p.) ou veículo durante dois ciclos estrais regulares e completos (8-10 dias). No dia do experimento, os animais foram eutanasiados 30 min após o teste do nado forçado, e foram avaliadas a expressão das proteínas Akt, Erk, caspase-3, SERT e da subunidade α4 do receptor GABAA no hipotálamo e no bulbo olfatório. No segundo experimento, ratos machos e fêmeas ovariectomizadas (n= 6/grupo) foram expostos ao estresse agudo e crônico ocasionado pela manipulação e pela administração de veículo ou progesterona (0,4mg/kg i.p.), e os níveis séricos de corticosterona, prolactina e progesterona foram avaliados. A progesterona reduziu a expressão da procaspase-3 no hipotálamo, mas não alterou a ativação da Akt e da Erk, bem como a expressão do SERT nessa estrutura. A progesterona não mudou a ativação e a expressão dessas proteínas no bulbo olfatório. O tratamento aumentou a expressão da subunidade α4 no hipotálamo, e também alterou a expressão dessa subunidade no bulbo olfatório, aumentando a expressão dessa subunidade no hemisfério direito e diminuindo no hemisfério esquerdo, criando uma assimetria na expressão dessa subunidade. Não houve correlação significativa entre a expressão dessas proteínas e o comportamento de imobilidade desses animais no teste do nado forçado. No segundo experimento, verificamos uma diferença de sexo na secreção de corticosterona no experimento agudo, de forma que as fêmeas apresentaram níveis séricos de corticosterona maiores do que os machos. Ainda, a exposição crônica aos estressores reduziu a corticosterona sérica e aumentou a prolactina sérica nas fêmeas em relação ao experimento agudo, sem ocasionar alterações na secreção desses hormônios nos machos. Em suma, nossos resultados sugerem que o efeito neuroprotetor da progesterona no hipotálamo através da redução na expressão da procaspase-3 poderia estar envolvido no efeito antidepressivo da progesterona em fêmeas em diestro. O receptor GABAA é outra via paralela de ação da progesterona, e a modulação da expressão da subunidade α4 no hipotálamo e no bulbo olfatório também pode estar relacionada com seu efeito antidepressivo. Existem diferenças na resposta neuroendócrina ao estresse ocasionado por procedimentos laboratoriais de rotina, e esse fato deve ser levado em conta na interpretação dos resultados oriundos da experimentação animal.

Depression is a mood disorder with a high prevalence in the population, which is higher in women than in men. Previous studies showed that the chronic administration of low doses of progesterone in diestrus female rats has an antidepressive effect in the forced swimming test (FST). Depression is associated with the neurodegeneration and the cell death of some brain circuits and progesterone is a neuroprotective steroid that could at least partially prevent this neurodegeneration. Also, the physiopathology of depression involves the GABAergic and serotoninergic systems, and both of them could be functionally modulated by progesterone. The laboratory animals are constantly exposed to several kinds of stressors in the laboratory routine, and stress could be an interfering factor in behavioral studies. The aim of this study was to verify the effect of progesterone in the protein expression and activation of Akt and Erk and the expression of caspase-3, SERT and GABAA receptor α4 subunit in the hypothalamus and in the olfactory bulb of diestrus female rats exposed to the forced swimming test (FST). In the first experiment, diestrus female rats (n = 8/group) were randomly selected to receive a daily injection of progesterone (0.4mg/kg i.p.) or vehicle, during two complete female estrous cycles (8-10 days). On the experiment day, the animals were euthanized 30 min after the FST, and we evaluated the protein expression of Akt, Erk, caspase-3, SERT and GABAA α4 subunit in the hypothalamus and in the olfactory bulb. In the second experiment, male and ovariectomized female rats (n = 6/group) were acute and chronically exposed to the manipulation and the injection stress caused by the administration of vehicle or progesterone (0.4mg/kg i.p.), and the serum levels of corticosterone, prolactin and progesterone were evaluated. Progesterone decreased the expression of procaspase-3 in the hypothalamus, but did not change the activation of Akt and Erk and the expression of SERT in this area. Progesterone did not change the activation and the expression of these proteins in the olfactory bulb. The treatment increased the expression of α4 subunit in the hypothalamus, and also changed the expression of this subunit in the olfactory bulb, increasing the expression of this subunit in the right hemisphere and decreasing this expression in the left hemisphere, creating an asymmetry in the expression of this subunit. There was not significant correlation between the expression of these proteins and the immobility behavior of these animals in the FST. In the second experiment, there was a sex difference in the seric levels of corticosterone in the acute experiment, with females showing higher levels of corticosterone than males. Also, the chronic exposure to the stressors decreased the seric levels of corticosterone and increased the seric levels of prolactin in females in relation to the acute experiment, but not in males. In summary, our results suggest that the neuroprotective effect in the hypothalamus through the reduction in the expression of procaspase-3 could be involved in the antidepressive effect of progesterone in diestrus females. The GABAA receptor is another target for the action of progesterone, and the modulation of the expression of α4 subunit in the hypothalamus and in the olfactory bulb could also be related do the antidepressive effect of progesterone in the FST. There are sex differences in the neuroendocrine response to the stress generated by routine laboratory proceedings and this should be taken in consideration in the interpretation of results involving animal experimentation.