Influência de alterações hormonais sobre a regulação do eixo hipotálamo-hipófise-adrenal em janelas críticas do desenvolvimento

Abstract

Alterações no ambiente intrauterino e neonatal podem provocar efeitos duradouros sobre o eixo neuroendócrino, modulando a resposta ao estresse e aumentando a vulnerabilidade a transtornos psiquiátricos na vida adulta. No Capítulo 1, abordamos modificações precoces por meio da investigação dos efeitos da exposição à dexametasona (DEX) durante a gestação, associada à hipernutrição neonatal, sobre o comportamento emocional e sua relação com o processo de neuroinflamação em ratos adultos. A expressão de receptores de glicocorticoides (GR) e do fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) também foi investigada. Ratas prenhas foram tratadas com DEX (0,1 mg/kg) do 14º ao 19º dia de gestação. Três dias após o nascimento, as ninhadas foram reduzidas (4 filhotes/ninhada ? hipernutrição) ou não (10 filhotes/ninhada ? controle). Na idade adulta, os animais foram submetidos aos testes de Labirinto em Cruz Elevado (LCE), Campo Aberto (CA), Nado Forçado (TNF) e Preferência por Sacarose (TPS). Os níveis de TNF-a e IL-1ß foram quantificados no córtex pré-frontal (CPF) e no núcleo dorsal da rafe (NDR) por ELISA, enquanto a expressão de GR no CPF e de BDNF no CPF e NDR foi avaliada por Western blotting. A corticosterona foi dosada por ELISA. A DEX pré-natal aumentou o tempo nos braços abertos no LCE, sem alterações no CA e sem efeito significativo da hipernutrição neonatal. No TNF, a DEX reduziu a latência para imobilidade e a frequência de nado, efeito também observado com a hipernutrição. No TPS, a combinação entre a DEX pré-natal e a hipernutrição aumentou a preferência por sacarose. DEX gestacional elevou os níveis de TNF-a e IL-1ß no NDR. Quanto à expressão de GR, tanto a DEX quanto a hipernutrição reduziram seus níveis, mas a associação de ambos resultou em aumento de sua expressão. Não houve diferença entre os grupos com relação à concentração plasmática de corticosterona. Esses achados indicam que a exposição precoce à DEX, especialmente quando associada à hipernutrição, induz prejuízos duradouros na resposta emocional e neuroinflamatória, o que pode elevar o risco para distúrbios de humor. No Capítulo 2, a pesquisa investigou alterações da resposta ao estresse na vida adulta, avaliando-se os efeitos do estresse crônico imprevisível (ECI) sobre parâmetros comportamentais e neuroinflamatórios em ratas. Nosso principal objetivo foi avaliar se a reposição hormonal com 17ß-estradiol (E) ou com E + progesterona (EP) assegura a integridade da resposta ao estresse em fêmeas. Ratas ovariectomizadas (OVX) e após três semanas receberam reposição hormonal (E: 15 µg/kg; EP: 0,5 mg/rata i.m.) duas vezes por semana por três semanas. Uma semana antes do término da reposição, foi iniciado o ECI por sete dias consecutivos. As avaliações comportamentais incluíram o TNF e o TPS. A análise da neuroinflamação foi por meio de imunofluorescência para IBA-1 (ativação microglial) e GFAP (astrogliose) no CPF e NDR, e os níveis plasmáticos de corticosterona foram medidos por ELISA. O ECI promoveu redução do tempo de nado e aumento do tempo de escalada no TNF, além de aumento da marcação de IBA-1 no CPF e NDR. A reposição com E ou EP reverteu os efeitos comportamentais e reduziu a ativação microglial no NDR. A expressão de GFAP, a preferência à sacarose e a concentração plasmática de corticosterona não foram diferentes entre os grupos. Esses dados sugerem que o ECI intensifica alguns prejuízos emocionais e neuroinflamatórios decorrentes da privação hormonal, enquanto a reposição com E ou EP exerce efeito protetor, atenuando essas alterações.

Abstract: Alterations in intrauterine and neonatal environments can have lasting effects on the neuroendocrine axis and stress-response systems, contributing to increased susceptibility to psychiatric disorders in adulthood. In Chapter 1, we investigated the effects of prenatal exposure to dexamethasone (DEX), combined with neonatal overnutrition, on emotional behavior, neuroinflammation, and the expression of glucocorticoid receptors (GR) and brain-derived neurotrophic factor (BDNF) in adult rats. Pregnant rats received DEX (0.1 mg/kg) diluted in drinking water from gestational day 14th to 19th. Three days after birth, litters were adjusted to reduced size (4 pups/litter?overnutrition) or maintained at standard size (10 pups/litter?control). In adulthood, the offspring were subjected to behavioral tests including the Elevated Plus Maze (EPM), Open Field (OF), Forced Swim Test (FST), and Sucrose Preference Test (SPT). TNF-a and IL-1ß levels were measured in the prefrontal cortex (PFC) and dorsal raphe nucleus (DRN) by ELISA. GR expression in the PFC and BDNF levels in the PFC and DRN were assessed by Western Blotting. Corticosterone levels were also measured by ELISA. Prenatal DEX exposure increased the time spent in the open arms in the EPM, without changes in the OF. In the FST, DEX reduced the latency to immobility and decreased swimming frequency, an effect also observed in overnourished animals. In the SPT, the combination of prenatal DEX and overnutrition increased sucrose preference. DEX elevated TNF-a and IL-1ß in the DRN. GR expression was reduced by DEX or overnutrition alone but was increased when both factors were combined. Corticosterone levels did not differ among the experimental groups. These findings suggest that early-life exposure to DEX, particularly when associated with neonatal overnutrition, induces long-lasting changes in emotional, inflammatory, and neuroendocrine responses, increasing vulnerability to neuropsychiatric disorders in adulthood. In Chapter 2, we examined the effects of chronic unpredictable stress (CUS) in ovariectomized (OVX) rats and the impact of hormone replacement therapy using 17ß-estradiol (E) or 17ß-estradiol combined with progesterone (EP) on behavioral and neuroinflammatory parameters. After a three-week recovery period post-OVX, animals received hormonal treatment for three weeks (E: 15 µg/kg; EP: 0.5 mg/rat), administered twice weekly. One week before the end of replacement, a seven-day CUS protocol with varied stressors was initiated. Behavioral assessments included the FST and SPT. Neuroinflammation was evaluated by immunofluorescence for IBA-1 (microglial activation) and GFAP (astrogliosis) in the PFC and DRN. Corticosterone levels were measured by ELISA. CUS reduced swimming time and increased climbing behavior in the FST, along with elevated IBA-1 expression in both the PFC and DRN. Hormone replacement with either E or EP reversed these behavioral effects and reduced microglial activation in the DRN. No significant changes in GFAP expression were observed among groups. Sucrose preference remained unchanged across all experimental conditions. Corticosterone levels did not differ among the experimental groups. These results suggest that CUS exacerbates some emotional and neuroinflammatory impairments resulting from ovarian steroid deprivation, whereas hormonal replacement attenuates these effects, serving as a protective factor.