Evaluation of the effects of pre and postnatal air pollution exposure on the central nervous system of mice

A poluição atmosférica é um problema de saúde pública. Estudos epidemiológicos e experimentais demonstram que a poluição do ar pode causar diversos efeitos à saúde, nos diversos sistemas fisiológicos. No entanto, ainda são escassos estudos que avaliem os efeitos sobre o sistema nervoso central devido à exposição pré e pós-natal aos poluentes bem como, alterações decorrentes da mudança de ambiente. Assim, o objetivo desse estudo foi avaliar os efeitos da exposição pré e pós-natal a poluição atmosférica da cidade de São Paulo sobre o sistema nervoso central de camundongos. Para isso, camundongos BALB/c foram expostos ao material particulado fino (MP2.5) no concentrador de partículas ambientais (CPAs) a uma concentração diária de 600 Micro g/m³ durante o período gestacional (1,5 ao 18,5 dia gestacional (DG)) e pós-natal. Ao final do período de amamentação, os machos foram separados e divididos em 4 grupos experimentais: ar filtrado pré e pós-natal (AF-AF); ar filtrado pré-natal e ar não filtrado pós-natal (AF-ANF); ar não filtrado pré-natal e ar filtrado pós-natal (ANF-AF); e ar não filtrado pré e pós-natal (ANF-ANF). Os animais foram expostos a partir do 22º até o 90º dia de vida. Quando os animais completaram 30 dias de vida foram realizados os seguintes testes comportamentais: campo aberto, reconhecimento de objeto e labirinto cruz elevado. Os mesmos testes comportamentais foram repetidos aos 90º dias de idade. Os efeitos foram avaliados aos 90 dias de idade. Os resultados demonstram que filhotes cujas mães foram expostas a poluição atmosférica apresentaram comprometimento no desenvolvimento no 21º dia de vida. Em relação ao comportamento, observou-se que aos 90 dias de vida os animais apresentaram maiores alterações comportamentais, sendo que foi observada maior atividade locomotora nos grupos AF-ANF e ANF-ANF. De maneira geral, esses mesmo grupos exploraram durante mais tempo os objetos e o grupo ANF-AF apresentou um comportamento ansiolítico. O volume cerebral total não foi diferente entre os grupos, mas foi observado diminuição do volume do corpo caloso no grupo ANF-AF. Não foi observado alteração no número de neurônios no córtex cerebral; entretanto, houve diferença na espessura das camadas corticais, a III e a V. Ainda, houve aumento de micróglia no córtex e aumento de astrócitos no córtex, corpo caloso e regiões CA1 e giro denteado do grupo ANF-ANF. Não foi observado diferença de neurônios dopaminérgicos no estriado e de neurônios gabaérgicos no córtex entre grupos experimentais. A análise da expressão gênica evidenciou diminuição da expressão do gene BDNF no hipocampo dos animais do grupo ANF-ANF. Os resultados desse estudo demonstram que a exposição ao MP2.5 da cidade de São Paulo induz alterações morfológicas e funcionais no cérebro de camundongosAir pollution is a public health concern; Epidemiological and experimental studies demonstrate that air pollution may induce several effects on health, in various physiological systems; However, studies evaluating the effects on the central nervous system due to the pre and postnatal exposure to the pollutants, as well as changes due to the change of environment still remain scarce; Thus, the aim of this study was to evaluate the effects of pre and postnatal air pollution exposure from Sao Paulo city in the central nervous system of mice; For this, BALB/c mice were exposed to the fine particulate material (MP2;5) in the concentrated ambient particles (CPA) at a daily concentration of 600 Micro g/m³ during the gestational period (1;5 to 18;5 gestational day DG)) and postnatal; At the end of the breastfeeding period, the males were separated into the following experimental groups: pre and postnatal filtered air (AF-AF); prenatal filtered air and postnatal unfiltered air (AF-ANF); prenatal unfiltered air and postnatal filtered air (ANF-AF); and pre and postnatal unfiltered air (ANF-ANF);The animals were exposed from the 22nd to the 90th days of life; When animals were at postnatal day (PND) 30, the following behavioral tests were performed: open field, object recognition and elevated plus maze; The same behavioral tests were repeated at PND 90; The effects were evaluated at PND 90; The results showed that pups whose mothers were exposed to air pollution presented developmental impairment on the PND 21; Regarding the behavior, it was observed that at PND 90, the animals presented greater behavioral changes: a greater locomotor activity was observed in the AF-ANF and ANF-ANF groups; In general, these same groups explored objects longer and the ANF-AF group presented an anxiolytic behavior; The total brain volume was not different between groups, but it was observed that the volume of the corpus callosum was lower in the ANF-AF group; No change was observed in the number of neurons in the cerebral cortex; however, there was a difference in the thickness of the cortical layers, III and V; In addition, there was an increase of microglia in the cortex and increase of astrocytes in the cortex, corpus callosum and CA1 and dentate gyrus regions in ANF-ANF group; No difference in dopaminergic neurons in the striatum, and gabaergic neurons in the cortex were found between groups; Gene expression analysis showed a decrease in BDNF in the hippocampus of ANF-ANF group; The results of this study demonstrate that exposure to MP2;5 from Sao Paulo city induced morphological and functional changes in mice brai