Impactos da perturbação moderada e crônica do sono na homeostase glicêmica e lipídica de ratos e ratas

Abstract

A privação de sono está entre os fatores de risco para o desenvolvimento da obesidade e diabetes mellitus tipo 2. Contudo, enquanto as evidências clínicas não conseguem isolar o fator ?privação de sono?, as préclínicas fazem uso de abordagens intensivas (privação muito longa dentro de um período de 24 h) e agudas (durando em torno de 3 a 7 dias de intervenção). Assim, avaliamos os impactos de uma privação de sono moderada e crônica sobre parâmetros metabólicos em ratos. Para tal, utilizamos o protocolo de plataformas múltiplas para a indução da privação parcial de sono, que aqui denominaremos de perturbação do sono. Animais adultos de ambos os sexos foram submetidos diariamente a perturbação por duas horas no início (06:00-08:00 h) e duas horas ao final da fase clara (16:00-18:00 h), de segunda a sexta-feira durante 4 semanas. Durante e após este período foram avaliados o comportamento tipo ansioso e a consolidação de memória além de parâmetros biométricos, funcionais, estruturais e moleculares. A perturbação do sono resultou em redução do ganho de peso corpóreo, que se deu em paralelo a alteração no padrão de ingestão alimentar em ambos os sexos, com oscilações entre tendência de redução da ingestão alimentar durante os dias de perturbação de sono e aumento compensatório nos períodos de descanso (finais de semana). Não foram observadas diferenças significativas nos testes comportamentais. A perturbação de sono resultou em menor tolerância à glicose na segunda semana do protocolo experimental em ratas, que se normalizou ao final do protocolo. Já nos ratos, a perturbação do sono não alterou a tolerância à glicose na segunda semana, mas resultou em intolerância à glicose ao final do protocolo. Não foi observado alteração da sensibilidade à insulina em ambos os sexos na segunda semana do protocolo, mas foi encontrado maior sensibilidade à insulina ao final do protocolo nos machos. Houve diminuição da adiposidade visceral sem alteração nos valores de triacilglicerídeos plasmáticos em ambos os sexos. Não houve alteração da massa dos órgãos metabólicos, assim como alterações em parâmetros histológicos de fígado, pâncreas e glândulas adrenais. Houve redução da área e perímetro de adipócitos em ambos os sexos. Não houve alteração homogênea na expressão relativa de genes de controle circadiano e metabólicos em tecidos hepático e muscular decorrente da perturbação de sono. Assim, concluímos que um protocolo mais translacional de perturbação de sono em ratos machos e fêmeas causa redução do peso corporal relacionado ao catabolismo de tecido adiposo associado a uma transitória ou permanente intolerância à glicose em fêmeas e machos, respectivamente. Este estudo reforça a necessidade de atenção a quantidade e a qualidade do sono e seus riscos metabólicos.

Abstract: Sleep deprivation is considered a risk factor for the development of obesity and type 2 diabetes mellitus. However, while clinical evidence cannot isolate the 'sleep deprivation' factor, preclinical practices make use of intensive, sometimes severe, approaches (very long deprivation within a period of 24 hours) and acute intervations (lasting around 3 to 7 days). Therefore, in this work, we intent to evaluate the impacts of moderate and chronic sleep deprivation on metabolic parameters in male and female adult rats. To this end, we used the multiple platform protocol to induce partial sleep deprivation, which we will call sleep perturbance. Adult animals were subjected to daily perturbance for two hours at the beginning (06:00-08:00 h) and two hours at the end of the light phase (16:00-18:00 h), from Monday to Friday for 4 weeks. During and after this period, anxiety-like behavior and memory consolidation were assessed in addition to metabolic parameters, including food intake, body weight, blood glucose, glucose tolerance and insulin sensitivity. Morphological and molecular parameters were also analyzed in metabolic tissues. Sleep perturbance resulted in reduced body weight gain in both sexes. This change occurred in parallel with the change in the pattern of food intake in both sexes, with oscillations between a tendency to reduce food intake during days of sleep perturbance and a compensatory increase during rest periods (weekends). No significant differences were observed in the anxiety-like behavior and short- and long-term memory consolidation tests. The sleep perturbance resulted in lower glucose tolerance in the second week of the experimental protocol in female rats, which normalized at the end of the protocol. In male rats, sleep perturbance did not alter glucose tolerance in the second week, but resulted in glucose intolerance at the end of the protocol. No change in insulin sensitivity was observed in either sex in the second week of the protocol, but greater insulin sensitivity was found at the end of the protocol only in males. There was a decrease in visceral fat deposition without changes in plasma triacylglyceride values in both sexes. There was no change in the mass of metabolic organs, as well as in histological parameters of the liver, pancreas and adrenal glands. There was a reduction in the area and perimeter of adipocytes in both sexes. There was no homogeneous change in the relative expression of circadian and metabolic control genes in the liver and muscle tissues of males and females under sleep perturbance. We conclude that a more translational sleep perturbance protocol in male and female rats causes a reduction in body weight related to adipose tissue catabolism associated with transient or permanent glucose intolerance in females and males, respectively. This study reinforces the need for attention to the quantity and quality of sleep and its metabolic risks.