Influências do tamanho da ninhada e da atividade física sobre a plasticidade glial na formação hipocampal em modelo murino

Estudos anteriores demonstraram efeitos importantes do estresse perinatal no desempenho cognitivo na vida adulta e durante o envelhecimento. Entretanto permanece por ser estudado em detalhe como o exercício físico em diferentes fases da vida contribui para reduzir esses déficits. Isso é particularmente verdadeiro quando se trata de documentar as alterações da matriz extracelular e das células da glia, largamente ignoradas nesses estudos. Assim o objetivo geral do presente trabalho é o de investigar as possíveis influências do tamanho da ninhada e da atividade física sobre a memória de reconhecimento de objetos na vida adulta e possíveis alterações associadas à plasticidade glial e da matriz extracelular da formação hipocampal em modelo murino. Para alcançar esses objetivos alteramos o tamanho da ninhada de ratos Wistar de modo a acentuar o grau de competição entre os filhotes por tetas funcionais e diminuir a quantidade de cuidado materno por indivíduo. Durante o período de aleitamento quantificamos o cuidado materno em ninhadas de diferentes tamanhos. Em várias janelas temporais submetemos grupos selecionados de sujeitos ao exercício em esteira durante 5 semanas adotando o mesmo protocolo de treinamento. Após o exercício alguns grupos de animais adultos e senis foram submetidos ao teste de memória de reconhecimento de objetos que é dependente do hipocampo, sendo sacrificados e processados para imunohistoquímica seletiva para micróglia. Outros grupos de animais adultos não submetidos aos testes comportamentais foram igualmente sacrificados sendo um dos hemisférios empregado para registro de parâmetros difusionais no hipocampo enquanto que o outro foi empregado para imunohistoquímicas seletivas para astrócitos, células NG2 e reelina. Encontramos que o aumento do tamanho da ninhada está relacionado à redução do cuidado materno, ao declínio cognitivo, à proliferação e alteração da morfologia microglial, astrocitária e de células NG2 positivas, assim como às alterações nos padrões de difusão encontradas no tecido hipocampal. Além disso que tais alterações podem ser revertidas pelo menos de forma parcial pela atividade física e que esse efeito é tanto maior quanto mais jovem é o sujeito. O envelhecimento agrava as alterações morfológicas microgliais induzidas pelo aumento do tamanho da ninhada e reduz o desempenho nos testes de memória de reconhecimento de objeto. Os mecanismos moleculares associados a esses efeitos permanecem por ser investigados.

ABSTRACT: Previous studies have shown significant effects of perinatal stress on cognitive performance in adulthood and during aging. However remains to be studied in detail as exercise at different stages of life helps to reduce these deficits. This is particularly true if we consider previous descriptions of extracellular matrix and glial cell changes, largely ignored in these studies. Thus, the aim of the present report is to investigate possible influences of litter size and physical activity on object recognition memory at adulthood and whether or not these influences affect glial plasticity and extracellular matrix of the hippocampal formation. To that end, we changed the litter size of Wistar rats to accentuate the degree of competition among siblings by functional teats and decrease the amount of maternal care per individual. During the suckling period, we have quantified the maternal care in litters of different sizes. At various time windows we submitted selected subjects to physical exercise on a treadmill, for 5 weeks, adopting the same training protocol. After exercise, some groups of adults and senile animals were submitted to the hippocampal-dependent object recognition memory test, sacrificed, and processed for selective microglia immunolabeling. Other groups of adult animals not subjected to behavioral tests were also euthanized and had one hemisphere used to record diffusional parameters in the hippocampal parenchyma while the other was used for selective immunolabeling to detect astrocytes, NG2 cells and reelin.We found that an increase in litter size was related to the reduction of maternal care, cognitive decline, altered morphology and proliferation of microglia, astrocytes and NG2 cells, as well as to a change in diffusion patterns in the hippocampal stroma. We also demonstrated that these changes may be reversed, at least partially, by physical activity and the extent of these beneficial effects are more pronounced in younger subjects. Finally, we demonstrated that ageing exacerbates microglial morphological changes induced by increased litter size and reduces memory performance.The molecular mechanisms associated to these effects remain to be investigated.