Programação do sistema de recompensa alimentar: enfoque sobre o sistema serotoninérgico

Texto

(1)UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE DEPARTAMENTO DE NUTRIÇÃO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM NUTRIÇÃO. PROGRAMAÇÃO DO SISTEMA DE RECOMPENSA ALIMENTAR: ENFOQUE SOBRE O SISTEMA SEROTONINÉRGICO. AMANDA ALVES MARCELINO DA SILVA. RECIFE-2011.

(2) 2. AMANDA ALVES MARCELINO DA SILVA. PROGRAMAÇÃO DO SISTEMA DE RECOMPENSA ALIMENTAR: ENFOQUE SOBRE O SISTEMA SEROTONINÉRGICO. Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação em Nutrição do Centro de Ciências da Saúde da Universidade Federal de Pernambuco para obtenção do título de Mestre em Nutrição. Orientadora: Prof. Drª. Sandra Lopes de Souza. RECIFE-2011.

(3) 3. Silva, Amanda Alves Marcelino da Programação do sistema de recompensa alimentar: enfoque sobre o sistema serotoninérgico / Amanda Alves Marcelino da Silva. – Recife: O Autor, 2011. 76 folhas: il., fig.; 30 cm.. Orientador: Sandra Lopes de Souza. Dissertação (mestrado) – Universidade Pernambuco. CCS. Nutrição, 2011.. Federal. de. Inclui bibliografia e anexo.. 1. Desnutrição perinatal. 2. Programação. 3. Sistema de recompensa. 4. Motivação. 5. Serotonina. I. Souza, Sandra Lopes de. II.Título.. UFPE 616.39. CDD (20.ed.). CCS2011-053.

(4) 4.

(5) 5. Dedicatória. A minha mãe Valdenice e minha irmã Angélica Meu eterno agradecimento. Pelo o que hoje me tornei, graças à confiança que depositaram em mim. Por acreditar em mim nos momentos em que eu mesma fraquejei. Por mostrar que eu podia tornar meus sonhos possíveis mesmo quando todos me mostravam o contrário. Por me apoiar incondicionalmente durante minha trajetória. Por vibrarem com minhas vitórias. Por mostrar que errar faz parte do aprendizado e nos torna seres melhores. Dedico-lhes mais esta conquista, pois vocês foram a verdadeira razão de minha fé, luta e perseverança. Amo vocês!.

(6) 6. Agradecimentos A Deus, Que apesar de minha falta de fé e egoísmo sempre esteve ao meu lado, a dar-me força e determinação para ser capaz de transpor os obstáculos ao longo desta trajetória.. A minha mãe Valdenice Pelo amor incondicional, por dedicar sua vida para me fazer feliz, por me dar a estrutura para seguir meus sonhos, por me mostrar que eu sou capaz de ir sempre além, por me mostrar que todos nós temos fraquejas e medos, mas que eles não podem ser maiores do que nossos desejos e objetivos, por ser meu porto seguro, por ser um recanto de paz, amor e compreensão, por dar sentido a minha vida, por fazer todo meu esforço, minhas noites de sono, minhas horas de estudo valerem a pena. Porque é por você e para você que eu fui capaz de chegar até aqui. Não existem palavras capazes de descrever a honrar a satisfação em ser sua filha, apesar de nem sempre minhas atitudes e palavras proferidas condizerem com isso. Meu eterno agradecimento!. A minha irmã Angélica, Meu amor eterno e parte de mim, a parte mais bonita, doce e delicada. Alguém que tem nome de flor do nome não poderia ser diferente! Mais que uma irmã e companheira, minha verdadeira alma-gêmea, meu anjo da guarda. Angel que ilumina meu caminho, com amor, fé a cada oração, a cada torcida pela minha vitória, que nunca me deixou desistir, que nos momentos de desespero, me deu a paz e equilíbrio que eu necessitava. Serei eternamente grata a Deus por ter vindo por mais uma vida como sua irmã. Amo você!. Sem vocês eu não sou nada, mas com vocês sinto-me completa, Meus sinceros agradecimentos..

(7) 7. Agradecimentos. À orientadora Sandra Lopes pelo apoio, pela dedicação, por estar ao meu lado nas decisões importantes da vida. Por mostrar meus pontos fracos e que eles são fonte de aprendizado constante. Por ser minha inspiração profissional. Por ter cumprido sua promessa, de me oferecer o caminho do aprendizado eterno, por me permitir ser curiosa, por me proporcionar oportunidades únicas, por me engrandecer a cada conversar, a cada conselho. Agradeço especialmente pela paciência e compreensão, apesar de minha “humildade”, sei que sou uma pessoa difícil de orientar. Mas acredito que você fez um excelente trabalho, pois você não é apenas uma orientadora, mas uma amiga, uma parceira, alguém em que se pode confiar. Ao longo desses anos houve impasses, mas acredito que todos serviram para provar que nossa relação não era apenas aluno-professor, mas um forte sentimento de amor, amizade, carinho e respeito. Obrigada, por me ajudar a sonhar e fazer de meu sonho realidade. À Bertrand Kaeffer pelo apoio e contribuições valiosas para a concretização deste trabalho. À Silvano Batista pela amizade, apoio em momentos difíceis, pelas palavras de conforto nos momentos de desânimo, por dar-me esperança mostrando que meu esforço não seria em vão, por acreditar em mim. Por todos os momentos decisivos em que tive sua fé e sua força espiritual. Meus sinceros agradecimentos. As minhas eternas amigas Thacianna Barreto e Marthyna Pessoa, pela amizade, admiração, apoio nos momentos difíceis, por ter certeza de que independente do resultado, vocês duas sempre estariam ao meu lado. Por demonstrar que existe amizade desinteressada. Agradeço carinhosamente por ter em vocês uma base de sustentação, por ter de vocês amor, carinho, respeito, a certeza de que apesar da falta de tempo, quando estamos juntas é como nunca tivéssemos nos separado. Sinto-me honrada por ter vocês na minha vida. Amo vocês! Obrigada por fazer parte dessa conquista e das muitas que ainda virão. A minha eterna “chefinha” Lisiane Oliveira, pelo aprendizado, compreensão e carinho durante todos esses anos. Sem você eu não teria chegado tão longe. Seus ensinamentos, durante minha iniciação científica foram fundamentais para esta realização e para me tornar o que sou hoje. Meus sinceros agradecimentos. À Manuela Figueiroa pela amizade, pela confiança depositada em mim e no trabalho. Por acreditar que eu posso sempre fazer muito mais. Por ser tão especial e principalmente pelas contribuições valiosas ao longo desse trabalho. Meus sinceros agradecimentos.. Aos meus amigos, Bruno Galvão e Diego Nunes, pela eterna paciência, compreensão e conselhos. Por me mostrar que a maior virtude do homem é saber perdoar. Por estarem ao meu lado por todos.

(8) 8. esses anos, por me apoiarem nos momentos difíceis, principalmente por me ouvirem nos momentos de “surto”, por me ajudarem a fazer escolha certa. Sei que nem sempre agir de forma a merecer a amizade de vocês. Mas fico profundamente feliz, pois apesar de meus erros eu sempre senti o amor, o carinho e amizade de vocês. À Aline Isabel pela amizade, paciência e compreensão ao longo desses anos. Pelo incentivo em etapas decisivas de minha vida acadêmica, pelo conforto em momentos difíceis. Agradeço especialmente pelo apoio e solicitude durante a execução deste trabalho. À Tássia Ferreira pela amizade, apoio. Pelas conversas que tanto aliviaram nos momentos de desânimo. Pelo privilégio de sua presença e confiança num momento tão importante da minha vida. Obrigada, você faz parte dessa conquista. À Mayara Brasil (minha estagiária), pelo apoio, pela parceria e paciência durante a execução deste trabalho. Aprendi muito com você serei eternamente grata pelo o que você fez por mim, e por ter suportado trabalhar ao meu lado. Obrigada pela torcida, você faz parte dessa conquista. À Gisélia Muniz e Taisy Ferro pela amizade, apoio, e principalmente pela paciência ao me ouvir. Vocês são muito especiais para mim, não só pela ajuda durante todas as fases desse trabalho, mas por tornar essa etapa tão difícil, num grande prazer, afinal o que dizer das “reuniões científicas na casa de Gisa”, fonte ampla de conhecimento. Obrigada pela honra e satisfação de tê-las na minha vida. À Heloísa Mirelle e Thays Marinho pela amizade e apoio nos momentos difíceis e especialmente pela compreensão e paciência ao me ouvir. À Renata Campina (Renatinha), Kelli Ferraz e Matilde Cesiana, agradeço pela confiança, pelo apoio em momentos decisivos da minha vida, por me ouvirem, pela paciência, e por tornar o trabalho no laboratório tão gratificante e prazeroso. A todos colegas de laboratório, Livia Almeida, Larissa Almeida, Carolina Peixoto, America Palmeira, Iracema Melo Adriano Bento, Antonio Santos, Filippe Falcão, obrigada pela paciência, apoio, foi um prazer conhecê-los. Meus sinceros agradecimentos. A turma de Pós-Graduação em Nutrição 2009 pelo apoio e companheirismo ao longo desta etapa Aos meus eternos mestres Raul Manhães, Elizabeth Nascimento, Maria do Carmo Fraga, Paulo Padovan, Rosangela Coelho, Armando Marsden, Sandra Ferreira vossos ensinamentos serão eternos para mim e sempre farão parte de minhas escolhas e decisões. Aos meus alunos que me serviram de estímulo para concluir este trabalho e para seguir adiante. A Pós-Graduação em Nutrição pela oportunidade de enriquecimento acadêmico. A Neci Nascimento, Cecilia Arruda e Franciane pelo apoio, disponibilidade e principalmente paciência..

(9) 9. A Universidade Federal de Pernambuco por ter me oferecido a estrutura suficiente de seguir meus objetivos, por me fazer crescer profissionalmente. Por ser meu segundo lar! A CAPES e a FACEPE pelo apoio financeiro. A todos que contribuíram direta e indiretamente para o que hoje me tornei..

(10) 10. “Pense como uma pessoa de ação e aja como uma pessoa que pensa." Henri Louis Bergson.

(11) 11. RESUMO A desnutrição em períodos iniciais da vida é capaz de promover alterações permanentes nas estruturas encefálicas responsáveis pelo controle da ingestão alimentar. Achados laboratoriais reforçam a teoria da programação. Entretanto vários mecanismos e processos celulares precisam ser esclarecidos a cerca da programação do comportamento alimentar. O acesso a alimentos palatáveis é considerado atualmente um dos preditores de desordens metabólicas, entre elas a obesidade. Animais desnutridos são hiperfágicos. Esta hiperfagia foi relacionada com modificações no sistema serotoninérgico. Na continuidade de investigação desses achados, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da desnutrição perinatal sobre a motivação alimentar e a ação do sistema serotoninérgico sobre o consumo de alimento palatável. Nesse estudo, foram utilizados ratos da linhagem Wistar divididos em dois grupos segundo a dieta oferecida às mães durante a gestação e a lactação: Nutrido (N, dieta com 17% de caseína) e Desnutrido (D dieta com 8% caseína). Foram avaliados: a) Peso corporal durante o período de lactação até os 35 dias de vida e aos 180 dias de vida. b) Comportamento motivacional diante de recompensa alimentar, através do Runway Task. Este teste foi realizado dos 60 aos 82 dias de vida, compreendendo 11 sessões alternadas de treinamento, onde o animal era exposto à recompensa por 5min. c) Sequência comportamental de saciedade com alimento palatável. Durante 60min os comportamentos de alimentação, limpeza e descanso foram filmados e posteriormente observados. d) Ingestão de alimento palatável sob efeito de ISRS. Animais sofreram privação alimentar de 4h. 1h antes da avaliação da ingestão foi aplicado o ISRS (10mg/kg, por via intraperitoneal). Conforme a hipótese lançada inicialmente, o presente trabalho demonstrou que a desnutrição perinatal aumenta a motivação pela recompensa a alimentar, apesar do atraso cognitivo apresentado pelos animais desnutridos. A desnutrição perinatal aumenta a motivação pelo alimento palatável e favorece a ação da serotonina sobre a ingestão desse tipo alimento através de sua ação no sistema de recompensa alimentar Palavras-chave: desnutrição perinatal, programação, sistema de recompensa, motivação, serotonina.

(12) 12. ABSTRACT Malnutrition in early periods of life can promote permanent changes in brain structures responsible for control of food intake. Experimental findings reinforce the hypothesis of programming. However several mechanisms and cellular processes need to be clarified about the programming of feeding behavior. The access to palatable foods is now considered one of the predictors of metabolic disorders, including obesity. Malnourished animals are hyperphagic. This hyperphagia was associated with changes in the serotonergic system. On further investigation of these findings, this study aimed to evaluate the effects of perinatal malnutrition on the serotoninergic regulation of hedonic control of eating behavior. In this study, we used Wistar rats were divided into two groups according to the diet offered to mothers during pregnancy and lactation: Control (C, diet with 17% casein) and Low protein (LP diet with 8% casein). We evaluated: a) Body weight during the lactation period until 35 days and 180 days of life. b) motivational behavior for food reward, through the Task Runway. This test was conducted from 60 to 82 days of life, including 11 alternate sessions of training, where the animal was exposed to the reward for 5min. c) behavioral sequence of satiety with food palatable. 60min behaviors during feeding, grooming and resting were videotaped and later observed. d) Ingestion of palatable food under the effect of SSRIs. Animals were fasted for 4h. 1 h before intake assessment was used SSRIs (10mg/kg, intraperitoneally). According to the initial hypothesis, this study showed that perinatal malnutrition increases motivation for food rewards, despite the delay made by the cognitive malnourished animals. Perinatal malnutrition increases motivation for food palatable and promotes the action of serotonin on the intake of such food by their action on the system reward. Keywords: perinatal malnutrition, programming, system of reward, motivation, serotonin.

(13) 13. LISTA DE FIGURA. 1. Relação entre o controle homeostático e não-homeostático do balanço energético. 2. Principais vias da sinalização para a ingestão alimentar. Figura modificada de Erllasson-Albertson, 2005. 3. Esquema da conexão entre o sistema gustatório e o comportamento alimentar. Modificado de Yamamoto, 2008. 4. Ação da serotonina sobre o controle homeostático da ingestão alimentar. Figura retirada de Heisler et al., 2006. 5. Curva hipotética de velocidade de crescimento mostrando o efeito da inibição do crescimento área (a, b, c, d) e subsequente catch-up (d, e, f). Retirada do artigo "Catchup growth",Williams, 1981. 6.. Esquema dos grupos experimentais. 7. Representação esquemática da estrutura runway 8. Esquema de treino do teste de motivação a recompensa alimentar 9. Descrição dos Parâmetros Avaliados durante a Sequência Comportamental de Saciedade. FIGURAS DO ARTIGO. FIGURA 1A: Peso corporal dos grupos experimentais do 6º ao 35º dia de vida. FIGURA 1B: Peso corporal dos grupos experimentais aos 180 dias de vida. FIGURA 2A-D: Avaliação do número de direção reversa, pausas, latência para sair da caixa inicial e para reagir a caixa alvo. FIGURA 3: Avaliação da latência para iniciar o consumo da recompensa.

(14) 14. FIGURA 4: Velocidade para realização da tarefa completa FIGURA 5: Ingestão de alimento palatável e ISRS FIGURA 6: Sequencia comportamental de Saciedade (SCS) FIGURA 7: Avaliação dos comportamentos da SCS FIGURA 8: Taxa de alimentação da SCS.

(15) 15. LISTA DE TABELAS. TABELA 1- Composição das dietas experimentais oferecidas durante o período de gestação e lactação.. TABELA 2- Informação Nutricional do Alimento palatável*.

(16) 16. SUMÁRIO. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 16 REVISÃO DE LITERATURA ................................................................................................ 18 Controle do Balanço energético................................................................................................18 Serotonina e Comportamento alimentar ...................................................................................22 Adaptações as fontes de energia do ambiente........................................................................... 25 HIPÓTESE ............................................................................................................................... 31 OBJETIVOS ............................................................................................................................. 32 MATERIAL E MÉTODOS ...................................................................................................... 33 RESULTADOS ........................................................................................................................ 40 DISCUSSÃO ............................................................................................................................ 61 CONCLUSÃO .......................................................................................................................... 67 REFERÊNCIAS ....................................................................................................................... 68 ANEXOS.................................................................................................................................. 76.

(17) 17. INTRODUÇÃO O baixo peso ao nascer está relacionado ao elevado risco para desenvolvimento de obesidade, diabetes e doenças cardiovasculares na vida adulta (HALES e BARKER, 1992). A causa mais frequente de alterações do peso corporal em períodos precoces da vida é o aporte nutricional materno durante a gestação e lactação (PAGE, MALIK et al., 2009). A incompatibilidade entre o ambiente energético fetal e a disponibilidade de nutrientes em outras fases da vida é importante preditor de doenças metabólicas (GLUCKMAN e HANSON, 2004). A desnutrição precoce modula estrutura e função de mecanismos responsáveis pela manutenção do balanço energético (BELLINGER, SCULLEY et al., 2006). O equilíbrio energético é mantido por inúmeras substâncias estimuladas pelo padrão dietético do indivíduo que atuam, particularmente, sobre o hipotálamo (WYNNE, STANLEY et al., 2005). Entre os vários fatores que influenciam a ingestão alimentar e o ganho de peso estão qualidade e disponibilidade dos alimentos (SCLAFANI, 2001). A ação da desnutrição sobre mecanismos encefálicos da regulação da ingestão alimentar e sua relevância para etiologia da obesidade é evidente, porém pouco compreendida (ZHENG, LENARD et al., 2009). Os mecanismos moleculares, celulares e comportamentais, subjacentes a esse fenômeno, ainda são pouco esclarecidos para explicar sua amplitude de prejuízos à saúde, sendo na atualidade alvo de intensa investigação científica. O nosso grupo de pesquisa trabalha no tema a mais de uma década, e vem esclarecendo importantes pontos a cerca da homeostase energética desses organismos. Alguns dos nossos resultados indicam que a desnutrição perinatal promove, na idade adulta, aumento da ingestão alimentar e preferência por alimentos palatáveis (dados não publicados). A preferência por estes tipos de alimentos é frequentemente associada a respostas hedônicas, como a palatabilidade e o prazer (YAMAMOTO, 2006). O consumo de alimento palatável é modulado por estruturas encefálicas constituintes do sistema de recompensa alimentar (ADAN, VANDERSCHUREN et al., 2008). Os dados mais abundantes sobre a neurotransmissão desse processo envolvem a dopamina, porém dados científicos vêm apontando um potencial papel para a serotonina (KRANZ, KASPER et al., 2010). Inicialmente reconhecida por atuar estimulando a saciedade (homeostática), a serotonina tem sido relacionada atualmente a indução do consumo de alimento palatável (hedônica) (KRANZ,.

(18) 18. KASPER et al., 2010). Assim, esse neurotransmissor parece exercer efeitos opostos sobre a fome e saciedade a depender das qualidades sensoriais e calóricas do alimento. Entretanto, a literatura ainda é escassa em relação aos mecanismos subjacentes do papel do sistema serotoninérgico no controle hedônico. Dentro deste contexto, o presente trabalho teve como objetivo investigar os efeitos da desnutrição perinatal sobre a motivação alimentar e o possível envolvimento do sistema serotoninérgico sobre o controle hedônico do comportamento alimentar nesses organismos. Sobre as observações da relação entre a desnutrição perinatal e a preferência a alimento palatável, o presente estudo hipotetizou que a desnutrição estimula o consumo de alimentos densamente. energéticos. serotoninérgico.. (palatáveis). através. mecanismos. envolvendo. o. sistema.

(19) 19. REVISÃO DE LITERATURA Controle do balanço energético O balanço energético é o resultado entre a quantidade de energia adquirida, metabolizada e armazenada pelo organismo (WYNNE, STANLEY et al., 2005). O seu controle depende de uma rede complexa de conexões entre estruturas encefálicas e do trato gastrintestinal, além de estímulos sensoriais (olfato, paladar, visão) e propriedades inerentes ao alimento. Existem dois níveis de controle: a) homeostático, envolvendo o hipotálamo e o trato gastrintestinal; b) não homeostático, expresso pelo sistema de recompensa que inclui regiões encefálicas como a área tegmentar ventral (VTA) e o núcleo Accumbens (MAGNI, DOZIO et al., 2009) (Figura 1).. Figura 1: Relação entre o controle homeostático e não-homeostático do balanço energético.. O hipotálamo integra sinais aferentes do trato gastrointestinal e do encéfalo para produzir sinais eferentes de controle da ingestão alimentar e do gasto energético (SIMPSON,.

(20) 20. MARTIN et al., 2009). Os núcleos hipotalâmicos arqueado (ARC), paraventricular (PVN), ventromedial (VMN), dorsomedial (DMH) e área hipotalâmica lateral (LHA) possuem interconexões envolvidas nesse controle (SIMPSON, MARTIN et al., 2009). O núcleo arqueado é integrador dos estímulos periféricos, neurais e sensoriais (BOURET e SIMERLY, 2006). Neste núcleo são co-expressos o neuropeptídeo Y (NPY) e a proteína relacionada ao gene agouti (AgRP), indutores do consumo alimentar, e a pró-ópio-melanocortina (POMC) e o transcrito relacionado à cocaína e anfetamina (CART), indutores da saciedade (WYNNE, STANLEY et al., 2005). Os núcleos paraventricular, dorsomedial e área hipotalâmica lateral contêm os neurônios de segunda ordem (WYNNE, STANLEY et al., 2005). Esses processam as informações recebidas do arqueado, ou mesmo da periferia e de outras regiões do encéfalo, para efetuar os ajustes em direção a homeostase energética (WYNNE, STANLEY et al., 2005). As duas populações neuronais do núcleo arqueado são sensíveis a sinais liberados pelo trato gastrintestinal, pelo tecido adiposo (estoque de energia), e pelos níveis de nutrientes circulantes (BERTHOUD e MORRISON, 2008). No entanto, é importante ressaltar que o nível de controle homeostático pode sofrer a influência de fatores hedônicos (KELLEY e BERRIDGE, 2002). O Sistema de Recompensa, quando ativado por estímulos palatáveis, pode prolongar o tempo de uma refeição retardando a resposta do sistema homeostático (ERLANSON-ALBERTSSON, 2005) (Figura 2)..

(21) 21. Sinais da periferia Ghrelina Insulina PYY CCK. Centro de Recompensa. Opióides Dopamina Serotonina. Accumbens. Sensível ao paladar: Recompensa Alimento Palatável. NPY OREXINA MCH a-MSH. HIPOTÁLAMO PVN. LH. DMH VMH. Tronco Encefálico. Informação sobre o paladar e conteúdo energético. ARQUEADO. Ingestão alimentar. Prolongação da Término da ingestão alimentar ingestão alimentar Figura 2: Principais vias da sinalização para a ingestão alimentar. Figura modificada de Erllasson-Albertson, 2005.. As vias hedônicas são estimuladas por alimentos palatáveis, ricos principalmente em lipídios e carboidratos (ERLANSON-ALBERTSSON, 2005). Três princípios norteiam o sistema de recompensa alimentar: a) Liking- reação consciente relacionada a mecanismos cognitivos, cujo principal estímulo é a palatabilidade. Um alimento palatável é prazeroso e estimula de forma positiva o sistema gustatório (YAMAMOTO, 2008). As informações da palatabilidade são processadas em receptores distintos distribuídos nas papilas linguais (NaClsalgado, HCl-ácido, sacarose-doce, quinino-amargo, ácido glutâmico-umami). A informação de cada célula converge para o sistema nervoso central, onde serão gerados a percepção cognitiva e os aspectos emocionais da informação palatável (YAMAMOTO, 2008) (Figura 3); b) Wanting- mecanismo de motivação que está implicado no desejo de ingerir um determinado tipo de alimento, podendo ser um estímulo não-condicionado ou aprendido (BERRIDGE e KRINGELBACH, 2008). Pode apresentar um período de Incentivo Saliente, que reflete um estímulo condicionado atribuído a algum elemento de motivação, gerando um.

(22) 22. estado compulsivo semelhante aquele induzido por drogas de abuso (crack, cocaína) (BERRIDGE e KRINGELBACH, 2008). Vale salientar que este mecanismo não tem impacto hedônico ou de prazer, apenas reflete “o querer” sem necessariamente gostar da recompensa (BERRIDGE e KRINGELBACH, 2008); c) Learning- aprendizado relacionado a experiências passadas. Esse componente está relacionado à memória a longo prazo e processos de compulsão (BERRIDGE e KRINGELBACH, 2008). O aprendizado pode contribuir para o desenvolvimento e manutenção da adição. O comportamento alimentar pode ser modificado por associação entre o aprendizado e experiências gustatórias relacionadas ou não ao prazer (YAMAMOTO, 2006). Quando a ingestão do alimento é neutra ou livre de componentes aversivos está associada a sensações hedônicas positivas (YAMAMOTO, 2006).. Figura 3: Esquema da conexão entre o sistema gustatório e o comportamento alimentar. Modificado de Yamamoto, 2008.. Os componentes do controle hedônico da ingestão alimentar são traduzidos e integrados através do sistema cortico-mesolímbico formado pelo núcleo Accumbens, estriado ventral, área tegmentar ventral, córtex pré-frontal, hipocampo e amígdala (BERRIDGE, ROBINSON et al., 2009). O caminho percorrido pela informação palatável é mais complexo, pois depende do valor nutricional (ricos em carboidratos ou gordura) e sensitivo do alimento (visão, cheiro, sabor, textura) (ROLLS, 2006). As informações alimentares que estimulam os receptores sensitivos serão processadas em diferentes regiões encefálicas a depender do tipo.

(23) 23. de sentido (ROLLS, 2006). Assim, poderá ocorrer no córtex temporal (visão), no bulbo olfatório (olfato), no tálamo (textura) e no núcleo trato solitário (paladar) (ROLLS, 2006). Em seguida, as informações serão moldadas pelo núcleo Accumbens e área tegmentar ventral (ROLLS, 2006). A região da amígdala transforma as informações recebidas dessas regiões em estímulos emocionais (prazer), enquanto o hipocampo registra a “experiência prazerosa” na memória (KELLEY e BERRIDGE, 2002). O controle alimentar hedônico utiliza como principais neurotransmissores a dopamina, a serotonina, a noradrenalina e os opióides (ERLANSON-ALBERTSSON, 2005). A dopamina é apontada como principal neurotransmissor do sistema de recompensa alimentar (BERRIDGE e ROBINSON, 1998). Os corpos celulares dopaminérgicos localizados na área tegmentar ventral são os principais produtores de dopamina envolvida no controle hedônico da ingestão alimentar (KELLEY e BERRIDGE, 2002). Esses neurônios apresentam projeções para o núcleo Accumbens, amígdala, córtex pré-frontal, e hipocampo (KELLEY e BERRIDGE, 2002). Por outro lado, os mecanismos utilizados pelo sistema serotoninérgico nesse processo ainda são pouco conhecidos. A ação desse transmissor sobre a cascata da recompensa alimentar parece ocorrer por modulação da neurotransmissão dopaminérgica (BLUM, BRAVERMAN et al., 2000). Além desses, algumas substâncias liberadas pela periferia agem sobre o sistema de recompensa alimentar. Receptores para insulina, leptina (FIGLEWICZ, EVANS et al., 2003) e ghrelina (NALEID, GRACE et al., 2005) foram identificados na área tegmentar ventral e substância Negra. Esses achados indicam que a resposta hedônica também pode ser modulada por fatores homeostáticos. Serotonina e comportamento alimentar Há mais de três décadas é reconhecido o papel da serotonina sobre o comportamento alimentar (BLUNDELL, 1977). A administração de inibidores seletivos de recaptação de serotonina (ISRS), precursores ou agonistas de receptores serotoninérgicos, de forma geral, inibem a ingestão alimentar por 18estimular a saciedade (um fenômeno homeostático) (BLUNDELL, 1984; DOURISH, 1995; SIMANSKY, 1996). A serotonina encefálica localizase nos núcleos da raphe do tronco encefálico (FULLER e WONG, 1990). Esse neurotransmissor possui sete famílias de receptores designados de 5HT1R – 5HT7R,.

(24) 24. subdivididas em 17 subtipos. Os principais receptores implicados na regulação da ingestão alimentar são o 5-HT1B e o 5-HT2C (para revisão ver MAGALHAES, DE FREITAS et al., 2010). Neurônios NPY/AgRP e POMC/CART do núcleo arqueado do hipotálamo apresentam receptores 5-HT1B e 5-HT2C, que quando estimulados inibem a via orexigênica e estimulam a anorexigênica resultando em saciedade (HEISLER, JOBST et al., 2006) (Figura 4). Terminais serotoninérgicos fazem sinapse com neurônios que expressão POMC através do receptor 5HT2C, por outro lado através da ativação de 5-HT1B neurônios que expressam NPY e AgRP são inibidos assim como sua ação inibitória sobre POMC através de projeções GABAérgicas (HEISLER, JOBST et al., 2006). Estes resultados indicam que a serotonina, no controle homeostático do balanço energético, promove saciedade por estimular neurônios anorexigênicos e inibir ao mesmo tempo os orexigênicos no núcleo arqueado do hipotálamo.. Figura 4: Ação da serotonina sobre o controle homeostático da ingestão alimentar. Figura retirada de (HEISLER, JOBST et al., 2006).. Em algumas situações, a serotonina pode exercer efeito oposto sobre o balanço energético, ou seja, estimular a ingestão de alimento. Essa ação ocorre através dos mecanismos do controle hedônico do consumo de alimentos palatáveis (GRAY e COOPER, 1996). Embora os mecanismos ainda sejam pouco conhecidos, acredita-se que essa ação seja indireta, através da modulação da serotonina sobre a neurotransmissão dopaminérgica (ALEX e PEHEK, 2007). Essa hipótese se baseia no fato que a estimulação ou inibição de neurônios dos núcleos da raphe produz, respectivamente, aumento e diminuição na liberação da dopamina no núcleo Accumbens (YOSHIMOTO e MCBRIDE, 1992). Ademais a.

(25) 25. administração direta de serotonina dentro da área tegmentar ventral ou no núcleo Accumbens, aumenta os níveis de dopamina extracelular (GUAN e MCBRIDE, 1989; PARSONS e JUSTICE, 1993). O núcleo Accumbens contém elevada densidade de receptores 5-HT1B (BRUINVELS, PALACIOS et al., 1993; O'DELL e PARSONS, 2004). O receptor 5-HT1B pode ser o principal envolvido no papel da serotonina sobre o controle hedônico do comportamento alimentar, por sua capacidade de modular a liberação da dopamina em áreas sistema mesolímbico (BERRIDGE e PECINA, 1995; YAN e YAN, 2001). A utilização de agonista de 5HT1A também promove consumo de alimento palatável (DOURISH, COOPER et al., 1988). O antagonista seletivo do receptor 5HT3 (ondansetron) reduz o consumo de alimento palatável (VAN DER HOEK e COOPER, 1994). Outras evidências apontam relação entre polimorfismo do gene que expressa o receptor 5HT2A (PRADO-LIMA, CRUZ et al., 2006). Esses achados, em conjunto, corroboram para o efeito ubíquo da serotonina sobre o comportamento alimentar, estimulando a saciedade no controle homeostático e o consumo de alimento palatável no controle hedônico. Os efeitos da serotonina sobre o controle do balanço energético podem ser alterados a depender do histórico nutricional precoce dos indivíduos. Mudanças na reatividade para diferentes tratamentos farmacológicos foram observadas em animais adultos com histórico de desnutrição perinatal (ALMEIDA, TONKISS et al., 1996a). Foi observado redução da ação anoréxica de um inibidor seletivo de recaptação da serotonina (citalopram) em organismos que foram desnutridos durante a lactação (BARRETO MEDEIROS, CABRAL FILHO et al., 2002). Sabe-se que os níveis de serotonina no sistema nervoso central estão aumentados durante o período pós-natal em animais desnutridos (MANJARREZ, CHAGOYA et al., 1994). O consumo alimentar de animais com histórico de desnutrição perinatal não foi reduzido com agonista do receptor 5-HT1B (LOPES DE SOUZA, OROZCO-SOLIS et al., 2008). A redução da ingestão alimentar durante as duas primeiras semanas de gestação reduziu a ação hipofágica da serotonina da prole, efeito associado a diminuição dos níveis hipotalâmicos do receptor 5HT2C (PORTO, SARDINHA et al., 2009). Esses dados sugerem que os mecanismos de controle serotoninérgico sobre a ingestão alimentar possam estar alterados de forma permanente em organismos com histórico de desnutrição perinatal. Dessa.

(26) 26. forma, os ajustes promovidos pela desnutrição favorecem o balanço energético positivo por reduzir a ação da serotonina sobre mecanismos homeostáticos e aumentar sobre os hedônicos.. Adaptações as fontes de energia do ambiente A sensação de fome é condição inerente a sobrevivência das espécies. Por essa sensação, o organismo sinaliza a necessidade de energia celular necessária a sua homeostase. Em direção proporcional a complexidade do organismo, está o conjunto de mecanismos que controlam a aquisição, utilização e armazenamento de energia potencial. Submetido as condições do meio, os organismos necessitam lançar mão de ajustes nesses mecanismos para garantir o fluxo de energia necessária a sua sobrevivência. A evolução das espécies está intimamente relacionada a essa capacidade. A disponibilidade de alimento durante a préhistória constituiu uma formidável pressão de seleção contribuindo de maneira drástica para a seleção natural descrita por Charles Darwin (CONSTANZO, 2001). Em um ambiente escasso de fontes de energia, a competição por essas se torna então a base da seleção natural que reproduzirá as informações mais eficientes no manuseio da energia (WALLACE, CHISOLM et al., 2010). As adaptações as fontes de energia podem ocorrer em diferentes níveis: a) através de mutações do DNA que promoverão modificações na anatomia do organismo a fim de permitir a exploração de fontes de energia alternativa, o que resultará no surgimento de novas espécies; b) Através de mutações do DNA mitocondrial, o que permitirá através da expressão de genes da bioenergética ajustes celulares regionais dentro da mesma espécie; c) Com modificações epigenômicas em controladores da bioenergética celular, o que permite ajustes as flutuações de curto prazo do ambiente energético (WALLACE, CHISOLM et al., 2010). Quanto mais eficientes essas adaptações, mais evoluída se torna a espécie, e mais complexos se tornam os mecanismos de controle da homeostase energética. Muitas das diferenças que distinguem o homem dos outros primatas têm implicações sobre a utilização de energia. Quando o homem se tornou bípede, economizou 35% da energia necessária para locomoção (LEONARD, SNODGRASS et al., 2007). Por outro lado, mais energia foi destinada a sua encefalização (LEONARD, SNODGRASS et al., 2007). O homem moderno utiliza 20-25% da sua taxa metabólica basal para o encéfalo, contra 8-10%.

(27) 27. dos outros primatas e 3-5% dos outros mamíferos (LEONARD e ROBERTSON, 1994). Devido a essas modificações o homem está ocupando o mais elevado grau evolutivo. O tecido nervoso, devido a sua complexidade e especialização, se desenvolve lentamente necessitando de alguns anos para atingir o maior grau de maturação. Isso gera consequentemente um período de vulnerabilidade as influências do ambiente (FORBES, STERN et al., 1978). Esse foi definido como “período crítico do desenvolvimento” porque permite alterações estruturais e funcionais do tecido nervoso de forma irreversível e permanente (DOBBING, 1964). A dependência que os mecanismos de controle do balanço energético tem do sistema nervoso central, permite que esses estejam vulneráveis as informações ambientais e se adaptem a elas durante o período crítico (BELLINGER, LILLEY et al., 2004). Modificações do ambiente nutricional ideal, durante a gestação e/ou lactação, geram alternativas de compensação metabólica que mantêm a sobrevivência do individuo nesse meio (COTTRELL e OZANNE, 2007). Entre as alternativas estão ajustes na expressão e secreção de hormônios periféricos como a leptina e a insulina, de neuropeptideos orexigênicos como o NPY e o AgRP e anorexigênicos como a POMC e o CART (BISPHAM, GOPALAKRISHNAN et al., 2003; DESAI, GAYLE et al., 2005). Esses ajustes em resposta ao ambiente nutricional incidente na fase de vulnerabilidade do crescimento e desenvolvimento poderão conduzir a doenças metabólicas na vida adulta se houver modificações desse ambiente ao longo da vida (SMART, 1981; BARKER, 1997; LANGLEY-EVANS e SCULLEY, 2006). Surgiram várias hipóteses para esclarecer os mecanismos subjacentes desse processo, com vários estudos datando da década de 40 aos dias atuais (FORSDAHL, 1977; WADSWORTH, BURNELL et al., 1985; BARKER e OSMOND, 1986; HALES e BARKER, 1992; GLUCKMAN e HANSON, 2004; ARMITAGE, TAYLOR et al., 2005). No oeste da Holanda, entre 1944 e 1945, ocorreu um período de fome aguda num centro urbano, denominado “Dutch Hunger Winter” (BURGER 1948). Este foi resultado de um embargo alemão sobre as ferrovias, impedindo o transporte da região, associado a um forte inverno que levou ao congelamento dos rios (BURGER 1948). Esta recessão provocou redução gradativa da ingestão de calorias de 1800 Kcal/pessoa para níveis abaixo de 1000 Kcal/pessoa no decorrer de cinco meses. Esse período terminou abruptamente com a dominação dos países aliados à Holanda e com uma maciça distribuição de alimentos para a.

(28) 28. população atingida (BURGER 1948). Os indivíduos que foram expostos, na vida uterina, a restrição alimentar prolongada durante o “Dutch Hunger Winter” apresentaram restrição do crescimento após o nascimento e alterações metabólicas na vida adulta, tais como, intolerância à glicose e resistência à insulina (RAVELLI, STEIN et al., 1976). Algumas hipóteses surgiram para explicar os possíveis mecanismos envolvidos na relação entre o padrão dietético de fases iniciais da vida e suas consequências morfofuncionais na vida adulta. Em 1992 surgiu a Hipótese do Fenótipo Protetor sugerida por Hales e Barker (HALES e BARKER, 1992). Segundo esta hipótese, o indivíduo submetido durante o período intrauterino à dieta deficiente em nutrientes, desenvolveria uma resposta adaptativa com o objetivo de maximizar a eficiência quanto à aquisição, armazenamento e o uso de energia, para manterse neste meio e para garantir o crescimento do feto (HALES e BARKER, 1992). Esse fenótipo continuaria a beneficiar o indivíduo, se a condição de nutrição deficiente permanecesse durante a vida pós-natal (HALES e BARKER, 1992). Na presença de nutrição adequada ou abundante, estas adaptações se tornariam fatores predisponentes ao desenvolvimento de doenças na vida adulta (HALES e BARKER, 1992; 2001). Hipóteses mais recentes remetem a mecanismos epigenéticos. Estudos têm identificado aumento na metilação do DNA e mudanças covalentes de histonas em genes envolvidos no metabolismo, com consequentes modificações na expressão fenotípica (WATERLAND e JIRTLE, 2004; OROZCO-SOLIS, LOPES DE SOUZA et al., 2009). Essas hipóteses visam, em conjunto, o esclarecimento das mudanças fisiológicas em diferentes níveis (molecular, celular e comportamental) induzidas por situações do ambiente energético perinatal. A obesidade na vida adulta associada ao “catch up” do crescimento está relacionada a alterações de mecanismos que regulam o balanço energético (COUPE, GRIT et al., 2009). Quando é removida a causa de retardo do crescimento, geralmente a restrição alimentar, ocorre aumento na velocidade de crescimento, fenômeno denominado Catch-up growth (PRADER, TANNER et al., 1963). Este fenômeno foi observado pela primeira vez em ratos desnutridos que apresentaram elevada taxa de crescimento durante fase de realimentação (OSBORNE TB, 1914). Inicialmente recebeu a definição de “período de compensação do crescimento” (BOHMAN, 1955). O “catch-up” pode ser completo ou incompleto (Figura 5) dependendo do grau de retardo e tempo disponível para recuperação (WILLIAMS, 1981)..

(29) 29. Estudos desse fenômeno têm levantado a questão: O “catch-up” é apenas um fenômeno normal da infância ou a interação da dieta entre os períodos pré e pós-natal que geram respostas deletérias a longo-prazo? Atualmente as pesquisas com desnutrição perinatal e efeitos da realimentação tentam identificar os efeitos a longo prazo do “catch-up growth”. Algumas evidências associam o consumo de dietas densamente energéticas, após período de restrição alimentar, como fator preditor de doenças cardiometabólicas na vida adulta (LANGLEY-EVANS e SCULLEY, 2006; GUILLOTEAU, ZABIELSKI et al., 2009). Em humanos, a desnutrição materna seguida de rápido crescimento pós-natal associa-se a obesidade na vida adulta (BIESWAL, AHN et al., 2006; JIMENEZ-CHILLARON, HERNANDEZ-VALENCIA et al., 2006). Assim como pode promover alterações pancreáticas e renais gerando respectivamente hipertensão e diabetes na vida adulta (LANGLEY-EVANS, LANGLEY-EVANS et al., 2003; CASIMIR, DE ANDRADE et al., 2011)..

(30) 30. Figura 5: Curva hipotética de velocidade de crescimento mostrando o efeito da inibição do crescimento área (a, b, c, d) e subsequente catch-up (d, e, f). Retirada do artigo "Catch-up growth", (WILLIAMS, 1981).. A expressão de genes hipotalâmicos responsáveis pela síntese de peptídeos que controlam a ingestão alimentar é alterada em indivíduos que sofreram rápido crescimento na fase de recuperação nutricional (COUPE, GRIT et al., 2009). Verifica-se aumento na expressão de peptídeos orexigênicos (NPY e AgRP) e redução de anorexigênicos (POMC e CART) (CRIPPS, MARTIN-GRONERT et al., 2009). No período em que a disponibilidade de nutrientes era limitada, essas adaptações apresentam papel chave para garantir o “catch-up growth”, porém na medida em que se tornam permanentes podem ser responsáveis pela hiperfagia e preferência por alimentos densamente energéticos, geralmente palatáveis, na vida adulta (BELLINGER, LILLEY et al., 2004; ARCHER, RAYNER et al., 2005). Mecanismos envolvidos com estimulação de substâncias que levam ao prazer e desejo por alimentos palatáveis podem ter um papel relevante promovendo reforço para maior ingestão (LOWE e BUTRYN, 2007). A combinação da restrição alimentar durante o período perinatal, rápido crescimento e elevada ingestão de alimentos densamente energéticos na vida adulta induz ao ganho de peso e consequente obesidade (ERHUMA, BELLINGER et al., 2007)..

(31) 31. Diante do exposto nessa revisão, podemos verificar componentes fisiológicos que favoreçam o desequilíbrio do balanço energético para o lado positivo. Somado a isso, estamos inserido em um contexto socioeconômico que favorece a ingestão de alimentos palatáveis. Sendo utilizados em grande escala, devido a suas propriedades organolépticas e seu baixo custo, portanto é necessário o entendimento a cerca dos mecanismos de controle do balanço energético para modificar este tipo de alimento e torná-los preferidos ao consumo..

(32) 32. HIPÓTESE. A desnutrição perinatal estimula o consumo de alimento palatável na vida adulta por alterações de componentes motivacionais e da ação do sistema serotoninérgico sobre o consumo desse tipo de alimento..

(33) 33. OBJETIVOS. Objetivo geral: Avaliar o efeito da desnutrição perinatal sobre a motivação alimentar e a ação do sistema serotoninérgico no consumo de alimento palatável.. Objetivos específicos: Nos diferentes grupos experimentais avaliar:  O ganho ponderal;  A ingestão alimentar;  A motivação do animal frente ao estímulo de recompensa alimentar;  A sequência comportamental de saciedade em resposta a alimento palatável;  A ação de inibidor seletivo de recaptação da serotonina (ISRS) sobre o consumo de alimento palatável..

(34) 34. MATERIAL E MÉTODOS Delineamento experimental Animais Foram utilizados ratos albinos da linhagem Wistar provenientes do biotério de criação do Departamento de Nutrição da Universidade Federal de Pernambuco. Para obtenção dos animais experimentais, ratos adultos (120 dias) foram acasalados na proporção de 1 fêmea para 1 macho. A prenhez foi diagnosticada pela presença de espermatozóide no esfregaço vaginal, e confirmada pelo ganho de peso corporal da fêmea. O dia seguinte a este foi considerado o dia 0 da gestação. No dia 0 as fêmeas gestantes foram transferidas para gaiolas individuais, e durante toda a gestação e lactação receberam as dietas experimentais, normoprotéica (caseína 17%) ou dieta hipoprotéica (caseína a 8%), de acordo com os grupos experimentais. Após o nascimento dos filhotes foi realizada uma randomização com filhotes de várias mães do mesmo grupo experimental e em seguida foi realizada a sexagem para a formação das maternidades com 6 filhotes machos por mãe. Durante todo o experimento, os animais foram mantidos em condições padrão de biotério (temperatura de 22  20C, sob ciclo claro/escuro invertido de 12 horas, luz acesa às 18 horas), recebendo ração e água ad libitum, segundo recomendação ética do COBEA (Colégio Brasileiro de Experimentação Animal). Todos os procedimentos foram aprovados de acordo com a Comissão de Ética em Experimentação Animal (CEEA) da UFPE- processo nº 23076.024837/2009-11 (vide anexo). Obtenção dos Grupos Experimentais Inicialmente, os grupos experimentais foram obtidos aleatoriamente de acordo com a dieta experimental oferecida durante a gestação e lactação: fêmeas gestantes formaram os seguintes grupos segundo dieta consumida durante a gestação e lactação (Figura 6): - Grupo Controle (C): as fêmeas receberam dieta normoprotéica a base de caseína 17% (tabela 1) durante a gestação e lactação..

(35) 35. - Grupo Desnutrido (D): as fêmeas receberam dieta hipoprotéica a base de caseína 8% (tabela 1) durante a gestação e lactação.. Tabela 1- Composição das dietas experimentais oferecidas durante o período de gestação e lactação. Constituintes. Dieta hipoprotéica (8%). Dieta normoprotéica (17%). G% Proteínas Carboidrato Lipídios Fibras Vitaminas. 100,00 8,10 75,10 7,00 5,00 1,00. 100,0 17,30 65,90 7,00 5,00 1,00. Minerais Metionina % Kcal. 3,50 0,30 362,48. 3,50 0,30 363,44. Figura 6: Esquema dos grupos experimentais.

(36) 36. Procedimentos experimentais Peso Corporal e Ingestão Alimentar O peso corporal foi aferido diariamente durante do 1º ao 35º dia de vida pós-natal. O registro da ingestão alimentar foi realizado aos 150 dias de idade. Neste momento, os animais sofreram privação alimentar de 4h, após este período, foi disponibilizada dieta padrão (Labina – Purina) com peso conhecido. A ingestão alimentar foi avaliada durante o período de uma hora. A avaliação do alimento palatável foi realizada obedecendo ao mesmo procedimento da dieta padrão. Para as medidas de peso corporal e ingestão alimentar foi utilizada balança eletrônica com capacidade para 4 Kg e sensibilidade 0,1g (Marte, modelo S-4000). Teste de Motivação (Runway Task Incentive) Aos 60 dias de vida, todos os animais foram submetidos ao teste de motivação, após privação alimentar de 4 horas. Este teste consiste de um paradigma comportamental, o qual gera curvas de aquisição de aprendizado, bem como a velocidade e trajetória percorridas que expressam a motivação do animal frente ao estímulo da recompensa (PECINA, CAGNIARD et al., 2003). O teste foi realizado sempre entre 12 e 14 horas. Estrutura do Runway Task A estrutura do runway task é formada por duas caixas (Inicial e Alvo) nas extremidades de um corredor. A caixa alvo apresenta mobilidade podendo se localizar a diferentes distâncias da caixa inicial (Figura 7).. 120 cm. Caixa Inicial. Centro de corrida. 150cm. Caixa Alvo. Figura 7: Representação esquemática da estrutura runway. Caixa Alvo.

(37) 37. Os compartimentos apresentaram as seguintes medidas: uma caixa inicial (19x14x30), um centro de corrida (150x14x30), e uma caixa alvo (19x14x30). As caixas eram feitas de acrílico, enquanto que o centro de corrida era de polipropileno. Uma câmera de vídeo (câmera de infravermelho 1/3 480-linha chipsony) ficou localizada centralmente, de forma a filmar todos os compartimentos, conforme a distância (15 cm a 150 cm) entre a caixa inicial e alvo. Dentro da caixa alvo continha um recipiente com aproximadamente 5g cookies (Chocookies chocolate Nabisco® - Tabela 2). Treino Runway Task Os treinos foram conduzidos durante 11 sessões em dias alternados (22 dias) cada sessão teve duração de 5min. Nas três primeiras sessões os ratos foram colocados diretamente na caixa alvo (com as portas fechadas) durante 5 minutos com acesso a recompensa. Os animais foram adaptados aos cookies chocolate (Nabisco®) nas três primeiras sessões, para extinguir o comportamento de neofobia. Da 4ª sessão do treino, caixa inicial foi localizada 15 cm da caixa alvo. O animal ficou no caixa inicial durante 30 seg com a porta fechada, então a porta se elevou e o animal pode prosseguir pelo centro de corrida. Se o animal não saía da caixa inicial em 3 min, ele era gentilmente movido para a caixa alvo. Na sessão 5 a caixa inicial se afastou 30cm da caixa alvo, para 60 cm na 6ª sessão, 75cm na 7ª, 90cm na 8ª, 120cm na 9ª e 150m da 10-11 sessões (Figura 8). A tarefa completa foi traduzida pela velocidade de execução, calculada por cada sessão. Este parâmetro foi obtido dividindo o tempo de latência de reação a caixa alvo pelo comprimento de cada dia. A saída da caixa inicial e a entrada na caixa alvo foram registradas quando as quatro patas do animal se encontravam dentro dos compartimentos. O teste de motivação foi finalizado quando o animal entrou na caixa alvo e iniciou o consumo da recompensa em 30 seg..

(38) 38. 5 sessão 30 cm. 6 sessão 60cm. Pré- exposição ao alvo. 7 sessão 75 cm. 8 sessão 90cm. 9 sessão 120cm. Incentivo ao aprendizado. 10 sessão 150cm. 11 sessão 150cm. Performance Treinado. Figura 8. Esquema de treino do teste de motivação a recompensa alimentar. Durante os 5min de teste, foram avaliados: o tempo de latência (em segundos) para sair da caixa inicial, o tempo de latência (em segundos) para reagir ao caixa alvo, o número de pausas e direção reversa na rota da corrida até o alvo (incluindo retração dos passos, acompanhado de comportamento exploratório - cheirar), e o tempo de latência (em segundos) para iniciar o consumo da recompensa simultaneamente a reação a caixa alvo.. Tabela 2- Informação Nutricional do Alimento palatável* Porção de 30g ( 2 unidades) Quantidade por porção Valor calórico Carboidratos Açúcares Proteínas Gorduras totais Gorduras saturadas Gorduras trans Fibra alimentar Sódio (*) Informações contidas na Chocookies Chocolate-Nabisco. 147 kcal 19g 10g 1,8g 7,3g 3,4g 0,3g 1,1g 63mg embalagem. do. produto:. Sequência Comportamental de Saciedade Para a avaliação das sequências comportamentais de saciedade, os animais foram inicialmente submetidos a uma breve privação alimentar por quatro horas (HALFORD e.

(39) 39. BLUNDELL, 1998). Após este período, foi oferecida a dieta, e durante 60 minutos foi avaliado o consumo alimentar e a duração dos comportamentos de alimentação limpeza e descanso característicos a sequência de comportamentos relacionados à saciedade (quadro 1). O registro dos dados foi filmado (Câmeras de infravermelho-1/3 480 linha chipsony) e posteriormente analisado por um observador treinado. A sequência comportamental de saciedade foi realizada em 4 etapas, com todos os animais dos 2 grupos experimentais, a partir dos 150 dias de vida: Experimento 1: Nesta análise a SCS foi avaliada imediatamente após a oferta de dieta padrão de biotério (Labina-Purina). Experimento 2: Nesta análise a SCS foi avaliada imediatamente após a oferta de alimento palatável (Cookies-chocolate, Nabisco®). Experimento 3: Nesta análise a SCS foi avaliada 1h após a aplicação de solução salina 1ml/100g (0,9% de NaCl, por via intraperitoneal), e imediatamente após a oferta de dieta padrão do biotério. Experimento 4: Nesta análise a SCS foi avaliada 1 h após a aplicação de fluoxetina 1ml/100g (10mg/kg, por via intraperitoneal) e imediatamente após a oferta de dieta padrão do biotério. Foi registrada, durante um período de 60 minutos, a duração dos seguintes comportamentos:.

(40) 40. Quadro 1: Descrição dos Parâmetros Avaliados durante a Sequência Comportamental de Saciedade Sequência Comportamental de Saciedade Parâmetro Avaliado. Descrição. ALIMENTAÇÃO. O registro desse comportamento foi iniciado imediatamente quando o rato foi observado junto ao comedouro iniciando a ingestão de ração. O mesmo foi finalizado no momento em que o rato abandonou o comedouro. O rato procedeu inicialmente o lamber de patas anteriores e movimentos dessas sobre a cabeça continuando-se com o lamber da região ventral, do dorso e das patas posteriores. O rato foi observado em posição de descanso, apresentando o corpo repousado sobre o assoalho da gaiola. Incluem outros comportamentos como: locomoção, cheirar, levantar as patas anteriores e explorar a área. Foi obtida pela diferença do peso da ração antes e após a observação comportamental.. LIMPEZA. REPOUSO ATIVIDADE INGESTÃO ALIMENTAR. Avaliação da ingestão de alimento palatável sob estimulo de um inibidor seletivo de recaptação de serotonina durante a idade adulta Nessa análise, foram utilizados animais previamente privados (por quatro horas) de alimento. Os animais receberam fluoxetina (10mg/kg de peso corporal) ou solução salina (Na cl 0,9%) no volume de 1ml/100g de peso corporal via intraperitoneal. Uma hora após as injeções, foi disponibilizado alimento palatável (Chocookies- chocolate Nabisco®) em quantidade conhecida. Após uma hora, o alimento foi removido e pesado para obtenção do consumo por diferença entre a quantidade oferecida e a rejeitada.. Análises estatísticas Os dados foram apresentados em média e erro padrão sendo utilizado ANOVA, seguido de Bonferroni. O nível de significância foi considerado P igual ou menor que 0.05. Todos os dados foram analisados usando o programa GraphPad Prism 5, versão 7..

(41) 41. RESULTADOS O artigo original deste estudo é intitulado “Efeito da desnutrição perinatal sobre aspectos motivacionais da recompensa alimentar e da ação serotoninérgica sobre a ingestão de alimento palatável.” Será submetido como artigo original ao periodico The Journal of Neuroscience- Behavioral/Systems/Cognitive, classificado como Qualis A1 pela CAPES.. Neste artigo foi verificado o papel da desnutrição perinatal sobre o comportamento motivacional, assim como a influência de ISRS sobre a ingestão de alimento palatável. Foi demonstrado que a desnutrição perinatal aumenta a motivação por recompensa alimentar, bem como o possível papel favorecedor da serotonina sobre a ingestão de alimento palatável..

(42) 42. Effect of perinatal malnutrition on the motivational aspects of food reward and serotonin action on the intake of palatable food Authors: Amanda Alves Marcelino da Silva1, Lisiane Santos Oliveira3, Tássia Karin Ferreira Borba2, Mayara Brasil de Sá Leitão1, Raul Manhães de Castro1, Sandra Lopes de Souza 2 1. Departamento de Nutrição – Universidade Federal de Pernambuco. – Recife- PE, Brazil. 2. Departamento de Anatomia – Universidade Federal de Pernambuco, Recife – PE, Brazil. 3 CAV-UFPE-Centro Acadêmico de Vitória UFPE, Vitória de Santo Antão-PE, Brazil.. Corresponding Author: Sandra Lopes de Souza Corresponding author: Universidade Federal de Pernambuco- Departamento de Anatomia – UFPE Av. Prof. Moraes Rego, 1235- Cidade Universitária CEP:50670901-Recife-PE-Brasil Fone: 55 81 2126 8567 /Fax: 55 81 21268554 E-mail: sanlopesufpe@gmail.com. Title: Effect of perinatal malnutrition on the motivational aspects of food reward and serotonin action on the intake of palatable food. Abstract Malnutrition in early periods of life can promote permanent changes in brain structures responsible for control of food intake. Several mechanisms and cellular processes need to be clarified about the programming of feeding behavior. Thus, this study aimed to evaluate the effects of perinatal malnutrition on the serotonergic regulation of hedonic control of eating behavior. In this study, we used Wistar rats were divided into two groups according to the diet offered to mothers during the perinatal period: Control (C, diet with 17% casein) and Low protein (LP diet with 8% casein). We evaluated: a) Body weight during the lactation period until 35 days and 180 days of life. b) motivational behavior before food reward via the Runway. This test was conducted from 60 to 82 days of life, including 11 alternate sessions of training, where the animal was exposed to the reward for 5min. c) SCS with palatable food. 60min behaviors during feeding, cleaning, and resting were observed. d) Ingestion of palatable food under the effect of SSRIs. Animals were fasted for 4h. 1h assessment was used SSRIs (10mg/kg, pi). Perinatal malnutrition increases motivation for food reward, despite the.

(43) 43. cognitive delay. The palatable food disrupts the behavioral sequence of satiety and the serotonergic system contributes to these events, increasing intake of palatable foods. Keywords: perinatal malnutrition, programming, motivation, system reward, serotonin. Introduction Studies demonstrate that a relationship exists between this critical window of development and programming in an individual (1-3). Both factors are associated with nutritional status and fetal outcome, and this mother-son has aroused interest in the scientific world because of the relationship between these factors and the risk of diseases in adulthood (3). Nutritional manipulations have shown that according to the ontogeny of each phase (gestation, lactation or early childhood) and the species to be studied, the critical window of development can open up, and lack or excess of nutrients act by directing the body to remain metabolically about this condition (4-5). The process by which early insults at critical stages of development lead to permanent changes in tissue structure and function is known as intrauterine programming (4, 6). Based on this concept, it is observed that the key point between perinatal diet and the emergence of the metabolic syndrome, is the maintenance of energy balance. This balance can be defined as the balance between supply and energy expenditure and is dependent on feeding behavior, which represents an adaptive response from the demand of the internal environment is modulated by the opportunities and limitations imposed by the external environment (7), through the complex interaction between peripheral and central mechanisms that control the processes of hunger and satiety (8). In general two types of systems are responsible for regulating eating behavior, a homeostatic and other hedonic (9). The hypothalamus is capable of integrating peripheral signals and central homeostatic control of this behavior (10). Within peripheral, the hypothalamus receives signals of hunger and satiety from the gastrointestinal tract, pancreas, liver and adipose tissue (11). While the cortical and limbic areas, such as the prefrontal cortex, nucleus accumbens and ventral tegmental area, participate in the hedonic aspects of food intake related to pleasure and sense of reward from eating. The access to palatable foods (which by definition are foods rich in fat or carbohydrates), and incorporate subjective values brings qualities to the food such as taste, texture. These properties are able to stimulate the motivational behavior of the individual. The dopamine has a fundamental action in the motivation of appetite, this pathway consists of dopaminergic cell bodies located in the ventral tegmental area and projects to multiple nodes, including the nucleus accumbens, amygdala, prefrontal cortex and hippocampus (12). Another neurotransmitter involved with the ingestion of palatable food is serotonin (13) This action appears to be dependent on its effect on dopaminergic neurotransmission (14). The stimulation or inhibition of neurons of the nucleus raphe produces, respectively, increase and decrease in dopamine release in the nucleus accumbens, one of the key areas related to the hedonic control (15). Besides the direct administration of serotonin in the ventral tegmental area or nucleus accumbens increases extracellular dopamine levels (16-17) The high prevalence of obesity today indicates that in the presence of palatable foods, the homeostatic control can be overwhelmed, experiencing excessive food intake. Our.

(44) 44. hypothesis is that malnutrition increases the motivation for the reward and that changes in the serotonergic system are involved with the highest intake of palatable food. Therefore this study aimed to examine whether protein malnutrition can alter the hedonic control of eating behavior, through a possible serotonergic system programming. Materials and Methods Subjects Virgin female Wistar rats (n=6) weighing 250-300g were obtained and maintained in the laboratory with an inverted light/dark cycle of 12 hours (lights on at 6:00 p.m.) for 15 days for adaptation, with water and a standard diet (Purina do Brasil S/A) ad libitum. The animals were maintained at a room temperature of 22° ±2C. After the adaptation period, females were assigned in a proportion of one female for one male. After confirmation of mating by visualization of spermatozoa in a vaginal smear, the females rats were housed individually and fed with either a control diet (17% casein) or low protein (8% casein). The day of the birth was considered day zero. Day one after birth, pups were divided into male and female groups and six male pups were assigned per dam. The experimental groups were classified in accordance with the diet consumed during the perinatal period, undernutrition (8% casein) (n=10, male) and control (17%casein) (n= 10, male). Female pups were discarded from the study to prevent variations due to sex-related differences in metabolic programming. After weaning at 21 days of age, both groups received a high fat diet until 35 days of postnatal life. From the 36th to 180th day of life, all animals were fed a standard diet. All experiments were performed in accordance with recommendations from the Brazilian Committee of Animal Experiments – COBEA, and were approved by the Ethics Committee on Animal Experimentation from Centre for Biological Sciences from the Federal University of Pernambuco. Food Intake and body weight (experiment 1) Body weight was measured daily during the 1st to the 35th day of life. We performed the analysis of dietary intake of standard diet for 150 days. The animals were isolated, suffered food deprivation for 4 hours, after which it was provided a standard diet (Labina - Purina) with known weight. Dietary intake was assessed for 1 hour. For measures of body weight and food intake was used electronic scale with a capacity of 4 kg and 0.1 g sensitivity (Marte, model S4000). Runway Task Incentive (Experiment 2) At 60 days all animals (control and low protein) were subjected to runway task incentive, after food deprivation for 4 hours. This test consists of a behavioral paradigm, which generates curves of acquisition of learning, as well as speed and trajectory traveled that express the motivation of the animal the stimulus of reward (PECIÑA et al., 2003). The test was performed between 12 to 14h. The runway apparatus consisted of three compartments: a start box (19x14x30), a central runway (150x14x30), and a goal box (19x14x30). The boxes were transparent acrylic and opaque polypropylene apparatus. Sliding doors separated the start and goal boxes from the runway alley. The images were captured by system of video camera positioned in the center of the runway in order to visualize the entire apparatus. The start box.