Effects of estrogen therapy on neurochemistry in animal model of perimenopause (female rat)induced by 4-vinylcyclohexene diepoxide

A perimenopausa representa a transição da vida reprodutiva para não reprodutiva. É geralmente caracterizada por alterações neuroendócrinas, metabólicas e comportamentais, um possível resultado da depleção folicular ovariana e consequente redução do número de folículos ovarianos. É o período em que as mulheres podem apresentar maior susceptibilidade a manifestar transtornos afetivos e de ansiedade. A exposição de roedores ao resíduo químico 4-diepóxido de vinilciclohexeno (VCD) é um modelo bem estabelecido para estudos sobre perimenopausa, pois o VCD acelera o processo natural de atresia folicular. Embora as concentrações plasmáticas de estradiol estejam normais ou elevadas durante a perimenopausa, a terapia com estradiol pode ser benéfica para mulheres sintomáticas na perimenopausa. Portanto, o objetivo do presente trabalho foi investigar se a depleção folicular gradativa acelerada pelo VCD resulta em alterações na neuroquímica de ratas fêmeas em núcleos cerebrais que controlam o humor, além de avaliar se o estradiol seria capaz de reverter as possíveis alterações. Ratas da linhagem Wistar (28 dias pós-natal) receberam diariamente, durante 15 dias consecutivos, injeções subcutâneas de VCD (160 mg / kg) ou óleo de milho (O). Aproximadamente 55 dias após a primeira injeção, cápsulas de silastic contendo 17?-estradiol (E) ou O foram inseridas subcutaneamente (Grupos O+O; VCD+O; VCD+E). Cerca de 21 dias após o implante das cápsulas, as ratas dos grupos O+O e VCD+O foram decapitadas na manhã do diestro, enquanto que as do grupo VCD+E foram decapitadas exatamente 21 dias após o implante das cápsulas contendo estradiol, entre 0900 h e 1100 h. O sangue foi colhido para avaliação das concentrações plasmáticas de estradiol e progesterona por radioimunoensaio (RIE). Os cérebros foram removidos para microdissecção do hipocampo, amígdala, Locus coeruleus (LC) e Núcleo Dorsal da Rafe (NDR), para posterior análise dos níveis de RNAm para os receptores de progesterona (PR) e estradiol do tipo beta (ER?) por meio de RT/PCR. Este experimento foi replicado para remoção do hipocampo e amígdala para dosagem dos conteúdos de noradrenalina (NA) e serotonina (5-HT) por meio de cromatografia líquida de alta performance, seguida de detecção eletroquímica (HPLC/ED). Outro conjunto de ratas submetidas às mesmas condições10 experimentais foi perfundido para imunohistoquímica para TPH no NDR e TH no LC. Como esperado, na periestropausa (grupo VCD+O) as concentrações plasmáticas de estradiol não foram diferentes daquelas das ratas controles (O+O). As concentrações plasmáticas de progesterona na periestropausa foram menores que as do grupo controle, o que foi revertido pelo estradiol. No LC, a expressão de PR na periestropausa foi igual à das ratas controles, enquanto a expressão do ER? foi menor; a terapia com estradiol não modificou a expressão de nenhum destes receptores. A densidade de neurônios noradrenérgicos (TH+) no LC não foi alterada nem pela depleção folicular nem pela terapia estrogênica. Na periestropausa, o conteúdo de NA foi menor na amígdala, mas não no hipocampo, e o estradiol não alterou este conteúdo em nenhuma das áreas. No NDR, a expressão de PR e de ER? nas ratas na periestropausa foi menor que nas ratas controles; o estradiol preveniu o declínio da expressão de ER?, mas não de PR. O NDR foi analisado separadamente por toda a extensão rostro-caudal em 3 níveis anatômicos: rostral, médio e caudal, cada um dividido em 3 sub-regiões: lateral, dorsal e ventral. O número de neurônios serotonérgicos (TPH+) no NDR foi menor na periestropausa, e o estradiol foi capaz de reverter esse efeito, atuando principalmente na região caudal. A expressão gênica de PR não foi alterada nem pela depleção folicular nem pela terapia estrogênica tanto na amígdala como no hipocampo. A expressão de ER? também não foi diferente na periestropausa, quando comparada ao grupo controle, mas o estradiol aumentou esta expressão no hipocampo. Tanto na amígdala como no hipocampo houve redução no conteúdo de 5-HT na periestropausa e estradiol foi capaz de reestabelecer os níveis deste neurotransmissor aos valores controles apenas no hipocampo. Estes dados elucidam, pelo menos em parte os mecanismos do efeito positivo da terapia estrogênica nos sintomas de mulheres normoestrogênicas na perimenopausa. Estes efeitos parecem não envolver de forma importante o sistema noradrenérgico central, mas resultar do aumento da biossíntese de progesterona periférica em associação com a regulação positiva de ER? no NDR e hipocampo, que parece potencializar a via serotonérgica NDR/HPC. Portanto, o desenvolvimento de novas terapias que ativem os ER? pode ser uma alternativa para obter os efeitos positivos da ação do estradiol, eliminando os efeitos colaterais das terapias de estradiol que normalmente resultam da ativação do ER?.Perimenopause represents the transition from reproductive to non-reproductive life. It is usually characterized by neuroendocrine, metabolic and behavioural changes, which result from a follicular depletion and reduced number of ovarian follicles. During this period, women are more likely to express mood disorders and anxiety. The exposure of animals to diepoxide 4-vinylcyclohexene (VCD) is a well-established experimental model for perimenopause studies, as VCD induces loss of ovarian small follicles (primary and primordial) in mice and rats by accelerating the natural process of atresia. Although estrogens levels are normal or even high during perimenopause, estrogen therapy can be beneficial for symptomatic perimenopausal women. The aim of this study was to investigate whether gradual follicular depletion induced by VCD results in changes in the neurochemistry of female rats in brain nuclei that control mood and the role of estradiol on these changes. Female rats (28 days) were daily injected with VCD or corn oil (O) for 15 days. Around 55 days after the first injection, pellets of 17?-estradiol (E) or O were inserted s.c (Groups O+O; VCD+O; VCD+E). Around 21 days after, rats O+O and VCD+O were decapitated between 0900 h and 1100 of diestrus while rats VCD+E were decapitated exactly 21 days after the onset of E therapy. Another set of rats followed the same experimental design and were perfused for TH and TPH immunohistochemistry in Locus coeruleus (LC) and Dorsal Raphe Nuclei (DRN), respectively. Blood was collected for estradiol and progesterone measurement by radioimmunoassay (RIA). The brains were removed from decapitated rats to punch out LC, DRN, hippocampus and amygdala to analyse the expression of mRNA for ER? and PR by RT/PCR. This experiment was replicated to punch out the hippocampus and amygdala for the determination of noradrenaline (NE) and serotonin (5-HT) contents by High Performance Liquid Chromatography, followed by Electrochemical Detection (HPLC/ED). As expected, plasma concentrations of estradiol were not different from those of control rats (O + O). Plasma concentrations of progesterone in the periestropause were lower than those in the control group, which was reversed by estradiol. In the LC, the PR expression in the periestropause was similar to that of the control rats, whereas the ER? expression was lower; estradiol therapy did not modify the expression of any of these receptors. The12 density of noradrenergic (TH +) neurons in LC was not altered by either follicular depletion or estrogen therapy. In periestropause, NA content was lower in the amygdala, but not in the hippocampus, and estradiol did not alter this content in any of the areas. In NDR, the expression of PR and ER? in periestropausal rats was lower than in controls; estradiol prevented the decrease of ER? expression, but not PR. The NDR was analyzed separately for the entire rostrocaudal axis in three anatomical levels: rostral, middle and caudal, each divided into three sub-regions: lateral, dorsal and ventral. The number of serotonergic neurons (TPH +) in NDR was lower in the periestropause, and estradiol was able to reverse this effect, acting mainly in the caudal region. PR gene expression was not altered by either follicular depletion or estrogen therapy in either the amygdala or the hippocampus. ER? expression was also no different in periestropause compared to the control group, but estradiol increased this expression in the hippocampus. Both in the amygdala and in the hippocampus there was a reduction in 5-HT content in the periestropause, and estradiol was able to reestablish the levels of this neurotransmitter at the control values only in the hippocampus. These data elucidate, at least in part, the mechanisms of the positive effect of estrogen therapy on the symptoms of normoestrogenic women in perimenopause. These effects do not appear to significantly involve the central noradrenergic system but result from increased peripheral progesterone biosynthesis in association with positive regulation of ER? in the NDR and hippocampus, which appears to potentiate the serotonergic NDR/HPC pathway. Therefore, the development of new therapies that activate ER? may be an alternative to obtain the positive effects of the estradiol action, eliminating the side effects of the estradiol therapies that normally result from the activation of ER?