Hippocampus neurogenesis and dendritic structure in gestational protein-restricted rats : behavioral studies and enriched environment influence

Orientador: Jose Antonio Rocha GontijoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências MédicasResumo: O estresse gestacional afeta diversas regiões neurais incluindo hipocampo, amígdala, corpo caloso, neocortéx, cerebelo e hipotálamo e frequentemente resulta em redução no volume dos tecidos que compõem estas estruturas. A formação hipocampal tem sido alvo de diversos estudos devido a sua importância na plasticidade neural, na neurogênese e na regulação de processos cognitivos. Dessa forma, este estudo buscou avaliar os efeitos da restrição proteica, durante a gestação e amamentação, sobre a estrutura do hipocampo e o comportamento relacionado à memória e emoções (ansiedade/medo) bem como sobre a composição celular desta estrutura cerebral e, a influência sobre estes parâmetros morfológicos e comportamentais, da exposição da prole de ratos machos ao ambiente enriquecido. Os achados deste estudo representam o impacto pré e perinatal da desnutrição proteica correspondente à situação de estresse nutricional, no hipocampo que está envolvido no comportamento emocional bem como na memória e no aprendizado. O estudo revelou dissociação entre a resposta do teste comportamental e alterações no número de neurônios hipocampais, como consequência da programação fetal. A ausência de alterações basais no desempenho destes testes, ocorreram a despeito de redução no número de neurônios no giro denteado do hipocampo. Vários autores têm sugerido que a atrofia observada no hipocampo pode ser uma resposta compensatória para proteger o hipocampo de danos adicionais. Nós demonstramos, pela primeira vez, que a exposição materna a restrição proteica durante o desenvolvimento neural da prole causa importantes mudanças morfológicas no hipocampo podendo tornar estes animais vulneráveis a distúrbios neurais na idade adulta. O presente estudo pelo menos sob aspecto morfológico ponderal confirma a teoria do "cérebro egoísta", um paradigma recente que postula que, para manter estável seu próprio fornecimento de energia, o cérebro modula o metabolismo da energia na periferia regulando tanto a alocação quanto a ingestão de nutrientes. Neste trabalho, a ausência de alterações ponderais encefálicas não está associada às intensas modificações na composição citológica, particularmente hipocampal, nos diferentes grupos experimentais. Embora pareça que as alterações nutricionais promovam alterações irreversíveis ponderais na massa corporal, mas não no encéfalo e algumas de suas estruturas fundamentais, a composição e estrutura neuronal e sua recuperação a partir de células primordiais, são profundamente modificadas pela restrição dietética materna e, surpreendentemente, pela exposição ao ambiente enriquecido. Assim, podemos afirmar que a teoria do cérebro egoísta explica a manutenção da massa encefálica entretanto, a proporção dos diferentes tipos celulares é profundamente alterada o que pode expandir nosso entendimento sobre a adaptação ao estresse e a neuro-regeneração em estados neuro-comportamentais tidos como anormais. Além disso, devemos ressaltar que, embora tenhamos observado redução significativa no número de neurônios após o período de amamentação, demonstramos pela primeira vez que este parâmetro é revertido pelo estimulo em ambiente enriquecidoAbstract: he stress affects neural regions including gestational hippocampus, amygdala, corpus callosum, neocortex, cerebellum and hypothalamus and often results in a reduction in the volume of the tissues that make up these structures. The hippocampal gyrus training has been the subject of several studies due to its importance in neural plasticity in neurogenesis and regulation of cognitive processes. Thus, this study sought to assess the effects of protein restriction, during pregnancy and breastfeeding, on the structure of hippocampus, their duties on the memory and emotions (anxiety/fear) as well as on the cellular composition of this brain structure and influence over these morphological and behavioral parameters, the exposure of the offspring of male rats to the enriched environment. The findings of this study represent the pre and perinatal impact of malnutrition protein corresponding to situation of nutritional stress in the hippocampus, which is involved in emotional behavior as well as in memory and learning. The study revealed decoupling the behavioral test response and changes in the number of hipocampais neurons, as a consequence of fetal programming. The absence of basal changes in performance of these tests, occurred in spite of reduction in the number of neurons in the dentate gyrus of the hippocampus. Several authors have suggested that the observed atrophy in the hippocampus may be a compensatory response to protect the hippocampus of additional damage. We have demonstrated, for the first time, that maternal exposure to protein restriction during neural development of offspring cause important morphological changes in hippocampus may make these animals vulnerable to neural disorders in adulthood. The present study at least under morphological aspect by confirming the "selfish brain" theory, a recent paradigm that posits that in order to keep stable its own energy supply, the brain modulates the energy metabolism in the periphery by regulating both the allocation as the intake of nutrients. In this work, the unmodified brain mass, do not match with the intensity of cytological composition changes, particularly of the hippocampal nucleus, in different experimental groups. Although it seems that the nutritional changes promote irreversible changes in body mass, but not in the brain and some of its fundamental structures, composition and neuronal structure and its recovery from primordial cells, are deeply modified by the maternal dietary restriction and, surprisingly, by exposure to oxygen-enriched environment. Thus, we can affirm that the selfish brain theory explains the maintenance of brain matter however, the proportion of the different cell types is profoundly changed what can expand our understanding of the adaptation to stress and neuro-regeneration in neuro-behavioral States regarded as abnormal. Moreover, we must emphasize that, while we have observed a significant reduction in the number of neurons after the period of breastfeeding, we demonstrate for the first time this parameter is reversed by stimulus in enrichedMestradoFisiopatologia MédicaMestre em Ciência