Associação entre a flexibilidade cognitiva e respostas comportamentais ao estresse social em camundongos machos

Abstract

Eventos estressores compreendem fenômenos que causam perturbações nos sistemas fisiológicos de regulação homeostática e controle metabólico. A resposta do organismo ao estresse, apesar de necessária e adaptativa, pode causar danos diretos e indiretos na saúde dos indivíduos quando o evento estressor é crônico ou muito intenso. Alterações metabólicas, prejuízos nos mecanismos de neuroplasticidade e regulação da resposta ao estresse estão associados ao desenvolvimento de diferentes doenças em indivíduos suscetíveis, incluindo transtornos neuropsiquiátricos. Entretanto, indivíduos resilientes apresentam alterações transitórias frente a eventos estressores, através de mecanismos de adaptação mais eficientes. Dentre estes mecanismos, o desempenho cognitivo está associado a uma performance mais eficiente na avaliação de ameaças, regulação do humor, processamento emocional, adequação de estratégias e flexibilidade comportamental, por meio da ativação de regiões do córtex pré-frontal. O presente estudo teve como objetivo avaliar a associação entre a flexibilidade cognitiva basal e as estratégias de enfrentamento e respostas de interação social, comportamento emocional e morfológicas corticais ao estresse. Foram utilizados camundongos C57BL6 macho (60 dias de idade), submetidos ao labirinto aquático de Morris para avaliação da flexibilidade cognitiva basal, divididos em baixa e alta flexibilidade cognitiva. Posteriormente os animais foram divididos em controle e animais expostos ao protocolo de estresse crônico de derrota social (ECDS) por 10 dias. Após o término do ECDS os animais foram submetidos a testes comportamentais para avaliação do comportamento social e emocional. Após 24h os animais foram perfundidos para avaliação da morfologia cortical pelo método de Golgi-Cox. Os animais de alta flexibilidade cognitiva exibiram modificações nas suas estratégias de enfrentamento ao ECDS, de ativas para passivas, e também apresentaram uma redução da interação social. Além disso, os animais de alta flexibilidade cognitiva demonstraram prejuízos no comportamento emocional. Do ponto de vista morfológico, os animais submetidos ao ECDS apresentaram diminuições no número de ramificações dendríticas de neurônios piramidais das camadas II, III e V das sub-regiões pré-límbica e infralímbica do córtex pré-frontal, ao passo que os animais de alta flexibilidade cognitiva apresentaram um número relativo maior de ramificações dendríticas destes neurônios. Não observamos alterações nas estratégias de enfrentamento, comportamento social e emocional e na morfologia cortical dos animais de baixa flexibilidade cognitiva. Assim, nossos resultados sugerem que uma alta flexibilidade cognitiva de camundongos C57BL6 machos podem estar associadas às diferentes abordagens estratégicas de enfrentamento ao estresse, em conjunto com reduções da interação social e prejuízos nos comportamentos emocionais, além de alterações das ramificações dendríticas de neurônios piramidais do córtex pré-frontal.

Abstract: Stress is defined as an event that causes disturbances in the physiological systems of homeostatic regulation and metabolic control. Despite being adaptive and necessary, the stress response can cause direct and indirect damages to adaptation mechanisms when chronic or intense. In this scenario, stress is associated with metabolic alterations, impairments in neuroplasticity mechanisms and other maladaptive changes involved in the development of different diseases in susceptible individuals, including neuropsychiatric disorders. However, some individuals are resilient and show only transient changes in the face of stressful events, through more efficient adaptation mechanisms. Cognitive performance is associated with a more efficient performance in threat assessment, mood regulation, emotional processing, strategy adequacy and behavioral flexibility, via prefrontal cortex recruitment and activation. The present study aimed to evaluate the association between baseline cognitive flexibility and coping strategies alongside with social and emotional behavior and cortical morphology in responses to social stress. In the present study, male C57BL6 mice (60 days old) were submitted to the Morris water maze to assess baseline cognitive flexibility, divided into low and high cognitive flexibility scores. Afterwards, the animals were divided in control group and the group exposed to the chronic stress of social defeat (CSDS) protocol for 10 days. After the end of the CSDS protocol, mice were submitted to behavioral tests to assess social and emotional behavior. After 24 hours, the animals were perfused for cortical morphology evaluation by the Golgi-Cox method. The high cognitive flexibility animals exhibited changes in their CSDS coping strategies, from active to passive coping, with decreased social interaction. In addition, high cognitive flexibility animals showed impairments in emotional behavior, assessed by Z-score of the tail suspension test, splash test and open field test. Moreover, the animals submitted to CSDS showed a decrease in the number dendritic branches in pyramidal neurons from prefrontal cortex layers II, III and V, sub-regions prelimbic and infralimbic, while the animals with high cognitive flexibility showed a greater number of dendritic branches on those neurons. No alterations were observed in the coping strategies, social and emotional behavior and cortical morphology of low cognitive flexibility animals. Thus, this study suggests that a higher cognitive flexibility of male C57BL6 mice might be associated with different coping strategies and social interaction reductions, alongside with impairments in emotional behaviors and cortical morphology alterations on the prefrontal cortex.