Influência do tamanho da ninhada sobre o declínio cognitivo e a morfologia microglial da camada molecular do giro denteado em rattus novergicus

Tem sido proposto que o envelhecimento está associado à alteração inflamatória no sistema nervoso central de roedores, mas não se sabe se as mudanças microgliais induzidas pelo envelhecimento são afetadas pelo ambiente pós-natal associado ao tamanho da ninhada. Por outro lado a camada molecular do giro denteado tem sido reconhecida como o alvo principal do input da via perfurante cuja integridade sináptica é essencial para formação de memória da identidade e da localização espacial de objetos. No presente trabalho investigamos se as mudanças morfológicas microgliais induzidas pelo envelhecimento são influenciadas por mudanças no tamanho da ninhada no início da vida. Para avaliar essas questões, ratos da variedade Wistar amamentados em ninhadas de 6 ou 12 filhotes por nutriz foram mantidos sedentários em grupos de 2-3 do 21o dia pós-natal em diante. Aos 4 (adulto) ou aos 23 (velho) meses de idade, os animais foram submetidos a testes de memória espacial e de reconhecimento da forma de objetos, sacrificados, perfundidos com fixador aldeídico e tiveram seus cérebros processados para imunomarcação seletiva para microglias/macrófagos com anticorpo anti Iba-1. A seguir uma fração representativa das células imunomarcadas da camada molecular do giro denteado foi reconstruída em três dimensões usando o programa Neurolucida e as características morfológicas de cada célula foram quantificadas com o software Neuroexplorer. Foi encontrado que os animais mantidos em gaiolas padrão de laboratório durante toda a vida apresentaram déficits de memória espacial independente da idade e não importando o tamanho da ninhada. Por outro lado todos os indivíduos idosos não importando o tamanho da ninhada tiveram sua memória de reconhecimento de objeto prejudicada. A análise da morfologia microglial revelou que a área e o perímetro do corpo celular e o volume dos ramos parecem ser afetados mais intensamente pelo envelhecimento e que essa alteração é mais acentuada nos animais de ninhada grande. Além disso, observou-se retração e espessamento dos ramos nos animais velhos em maior proporção nos animais de ninhadas grandes. Tomados em conjunto os resultados sugerem que a memória espacial parece ser mais suscetível ao processo de envelhecimento do que a memória de reconhecimento de objeto e que essas mudanças estão associadas a efeitos distintos sobre o soma e o padrão de ramificação das microglias da camada molecular dos animais maduros e idosos.

ABSTRACT: It has been proposed that aging is associated with neuroinflammation in the central nervous system but it is not known whether microglial changes induced by aging are affected by early in life effects of litter size. On the other hand the molecular layer of dentate gyrus has been recognized as the main target of the perforant pathway, whose synaptic integrity is essential for the recognition memories of identity and spatial location. In the present report we investigated if aging cognitive decline and microglial morphological changes in the molecular layer are influenced by litter size changes early in life and aging. To assess these questions Wistar rats suckled in litters of six or 12 pups/mother were raised sedentarily in groups of 2-3 from the 21st post-natal day onwards. At four (mature adult) or 23 (aged) months of age were submitted to spatial memory and object identity recognition tests, sacrificed, perfused with aldehyde fixatives and had their brains processed for selective microglia/macrophages immunolabeling with anti-IBA-1 antibodies. A representative sample of the immunolabeled cells in the molecular layer of dentate gyrus was analyzed after three-dimensional reconstruction with Neurolucida software (Microbright Field Inc.) and morphological features of each cell were quantified by Neuroexplorer (Microbright Field Inc.). It was found that Wistar rats maintained all life in standard laboratory cages showed spatial memory deficits in both mature and aged subjects no matter the litter size. On the other hand all aged subjects independent of the litter size had their object recognition identity memory impaired. Microglial morphological analysis revealed that cell soma area and perimeter and branches volume seem to be more intensely affected by aging and that these changes are mainly associated with animals from large litters. In addition it was observed important shrinkage and thickening of the microglial branches in aged individuals in higher proportion in the group from large litters. Taken together the results suggest that spatial memory seems to be more susceptible to the aging process than object recognition and that these changes are associated with distinct effects on the soma and branching patterns of microglia of molecular layer from young and aged subjects.