Padrões de ativação de neurônios serotonérgicos e catecolaminérgicos relacionados à ingestão de alimentos no tronco encefálico de pombos (Columba livia)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Ciências Fisiológicas, Florianópolis, 2013.A ingestão de alimentos fornece os nutrientes adequados e substratosenergéticos para a ocorrência de reações bioquímicas que geramoscilações no metabolismo celular. Isto é acompanhado por flutuaçõeshormonais que por sua vez regulam a alimentação e o metabolismo.Inúmeros estudos, com distintas técnicas e protocolos experimentais,nas últimas décadas, vêm investigando os mecanismos neuraisenvolvidos no comportamento ingestivo. A identificação de circuitos esubstâncias envolvidas na modulação desse comportamento torna-ocada vez mais compreendido. Os circuitos centrais serotonérgicos ecatecolaminérgicos estão fortemente envolvidos no controle da ingestãode diversas substâncias e nutrientes, como alimentos sólidos, água,sódio e álcool. Neste trabalho descrevemos a distribuição da marcaçãoda proteína Fos, além da dupla marcação Fos+/TPH+ e Fos+/TH+ emneurônios do tronco encefálico de pombos adultos após um eventoingestivo. Essa descrição foi acompanhada por uma análise doscomportamentos que se associam a tal ingestão. Dezoito pombosadultos foram divididos em 3 grupos experimentais: grupo Palatável(submetido a 1 hora de privação alimentar, seguida por ingestão intensade ração palatável), grupo Privação (submetido a privação alimentar de1 hora, com ausência da re-apresentação da comida após esse período) egrupo Controle (ração comum e água disponíveis ad libitum). Alémdisso, para investigação do trânsito e esvaziamento gástrico, além dascondições de enchimento do trato gastrointestinal superior (TGIS) emperíodos de jejum e saciedade destes animais, o conteúdo do TGIS foiseparado em porções contidas no inglúvio (papo), proventrículo(estômago glandular) e ventrículo (moela) e mensurado após diferentesregimes experimentais. O grupo experimental Palatável foi o único queexibiu um acentuado comportamento ingestivo, e, consequentemente,uma sequência comportamental de saciedade (SCS) intensa econsistente. O tempo de distância entre os comportamentos ingestivos eos outros comportamentos que fazem parte dessa sequência foi aceitávelpara afirmarmos que os resultados obtidos na análise da marcação daproteína Fos esteja especialmente ligada à ingestão, e não a outroscomportamentos. A análise total da expressão da proteína Fos em todosos núcleos demonstrou que o grupo Controle mantém uma ativaçãoneuronal consistentemente moderada e estável. Já no grupo Palatávelobservamos uma redução geral na atividade dos neurônios localizadosnesses núcleos, e diferenças entre este e o grupo Controle aparecem emquase todas as regiões analisadas. O grupo Privação foi o que menosapresentou diferenças em comparação ao grupo Controle. Isso indicaque na maioria dos casos estudados, a privação alimentar por uma horanão afeta de forma importante a atividade dos núcleos do troncocerebral investigados aqui. A intensa ingestão de alimentos tambémparece estar associada a uma redução geral da expressão de duplamarcação Fos+/TPH+. Já com relação à expressão de neurônioscatecolaminérgicos ativos, a intensa ingestão alimentar parece reduzir onúmero dessas células em alguns núcleos, como o A8, o A6 e o Scd,aumentar em outros, como os núcleos LC e CS, e não afetar os núcleosAnl e Rp. Apesar de terem sido encontradas diferenças significantesentre os grupos experimentais nos casos de neurônios serotonérgicose/ou catecolaminérgicos ativos, essas duplas marcações aparecemsempre em número bastante pequeno. Quando comparamos a populaçãototal existente de células serotonérgicas e/ou catecolaminérgicas nessesnúcleos, os casos desses neurônios ativos em qualquer uma das trêssituações, parece ser pouco significativa. Ou seja, a grande maioria dapopulação de neurônios serotonérgico e/ou catecolaminérgicosencontrada nessas regiões não é afetada pelo protocolos relacionados àingestão aqui realizados. Apesar disso, em diversos desses núcleos adensidade de expressão Fos varia significantemente, em númerosproporcionalmente muito maiores. Isso sugere que na fase de présaciaçãoem que se encontram os animais do grupo Palatável, outrosgrupos neuronais, que não serotonérgicos ou catecolaminérgicos,estejam fortemente envolvidos. Abstract : Food intake provides the appropriate nutrients and energy substrates forthe occurrence of biochemical reactions that generate oscillations incellular metabolism. This is accompanied by hormone fluctuationswhich in turn regulate feeding and metabolism. Numerous studies withdifferent techniques and experimental protocols have been investigatingthe neural mechanisms involved in feeding behavior. The identificationof circuits and substances involved in the modulation of this behaviormakes it increasingly understood. The central circuits catecholaminergicand serotonergic are involved in the ingestion control of varioussubstances and nutrients such as solid foods, water, sodium and alcohol.Here we describe the distribution of Fos protein labeling, as well asdouble-labeling Fos + / TPH + and Fos + / TH + neurons in thebrainstem of adult pigeons after an ingestive event. This description wasaccompanied by an analysis of the behaviors that are associated withfood intake. Eighteen adult pigeons were divided into threeexperimental groups: Palatable (subjected to 1 hour of food deprivation,followed by intense palatable food intake) Deprivation group (subjectedto food deprivation for 1 hour without refeeding after this period) andControl group (usual food and water available ad libitum). Furthermore,to investigate gastric transit and emptying, and filling conditions ofsuperior gastrointestinal tract (SGIT) during periods of fasting andsatiety, the contents of SGIT was separated into portions in the crop,proventriculus (glandular stomach) and ventriculus (gizzard) andmeasured after different experimental regimes. The Palatable group wasthe only one that exhibited a intense intake behavior, and, consequently,a behavioral satiety sequence (BSS) intense and consistent. The timedistance between ingestive behaviors and others that are part of thissequence was acceptable for affirming that the results obtained formarking the Fos protein is particularly related to ingestion, and notother behaviors. The total analysis of Fos expression in all nucleidemonstrated that Control group consistently maintains a moderate andstable neuronal activation. In Palatable group was observed a generalreduction in the activity of neurons located in these nuclei anddifferences between this group and the control appear in almost allregions analyzed. The deprivation group showed less differencescompared to Control group. This indicates that in most cases studied,the food deprivation for an hour does not affect significantly the activityof brainstem nuclei investigated here. The intense food intake alsoappears to be associated with a general reduction in the expression ofFos double labeling + / + TPH. As to the expression ofcatecholaminergic neurons active, intense food intake appears to reducethe number of these cells in some nuclei, such as the A8, A6 and Scd,increase in others, such as LC and CS, and not affect the Anl and Rp.Although significant differences were found between the experimentalgroups in cases of serotonergics and / or catecholaminergics activeneurons, these markings appear always small in numbers. Whencomparing the total population of serotonergic and / orcatecholaminergic cells, these active neurons in any of the threesituations, seems to be little significant. In other words, the majority ofthe population of serotonergic and / or catecholaminergic neurons foundin these regions is not affected by protocols performed here.Nevertheless, in several of these nuclei the density of Fos expressionvaries signifcantly, in larger numbers. This suggests that in the présatiationother neuronal groups that not catecholaminergic orserotonergic, are strongly involved