UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO
CENTRO DE BIOCIÊNCIAS
PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM PSICOBIOLOGIA
EZEQUIEL BATISTA DO NASCIMENTO
PAPEL DOS HORMÔNIOS SEXUAIS FEMININOS SOBRE O EFEITO DO ISOLAMENTO SOCIAL EM RATAS: UM ESTUDO ACERCA DOS PERFIS NEUROENDÓCRINOS RELACIONADOS ÀS ALTERAÇÕES EMOCIONAIS E
COGNITIVAS.
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PAPEL DOS HORMÔNIOS SEXUAIS FEMININOS SOBRE O EFEITO DO ISOLAMENTO SOCIAL EM RATAS: UM ESTUDO ACERCA DOS PERFIS NEUROENDÓCRINOS RELACIONADOS ÀS ALTERAÇÕES EMOCIONAIS E
COGNITIVAS.
NATAL-RN 2018
Tese apresentada ao Programa de Pós‐graduação em Psicobiologia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte como requisito parcial para a obtenção do título de Doutor em Psicobiologia (Área Psicologia fisiológica)
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN Sistema de Bibliotecas - SISBI
Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Central Zila Mamede
Nascimento, Ezequiel Batista do.
Papel dos hormônios sexuais femininos sobre o efeito do isolamento social em ratas: um estudo acerca dos perfis
neuroendócrinos relacionados às alterações emocionais e cognitivas / Ezequiel Batista do Nascimento. - 2018.
156 f.: il.
Tese (doutorado) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Biociências, Programa de Pós-Graduação em Psicobiologia. Natal, RN, 2018.
Orientadora: Profª. Drª. Alessandra Mussi Ribeiro.
1. Hormônios - Tese. 2. Isolamento social - Tese. 3. Depressão - Tese. I. Ribeiro, Alessandra Mussi. II. Título.
RN/UF/BCZM CDU 159.92:591.51
constituída pelos doutores:
_______________________________________________________________ Dra. ALESSANDRA RIBEIRO MUSSI
ORIENTADORA
DEPARTAMENTO DE BIOCIENCIAS/UNIFESP – SANTOS/SP
_______________________________________________________________ Profa. Dra. ROVENA CLARA JANUARIO GALVÃO ENGELBERTH (titular)
DEPARTAMENTO DE FISIOLOGIA/UFRN – NATAL/RN
_______________________________________________________________ Profa. Dra. MARIA BERNARDETE CORDEIRO DE SOUSA (titular)
INSTITUTO DO CÉREBRO/UFRN – NATAL/RN
_______________________________________________________________ Profa.Dra. DEBORAH SUCHECKI (titular)
DEPARTAMENTO DE PSICOBIOLOGIA/UNIFESP – SÃO PAULO/SP
_______________________________________________________________ Prof. Dr. JOSE RONALDO DOS SANTOS (titular)
DEPARTAMENTO DE BIOCIÊNCIAS/UFS
NATAL – RN 2018
Dedico toda minha trajetória acadêmica e profissional à minha mãe, que desde sempre não mediu esforços para me ajudar alcançar meus sonhos e objetivos, sem o seu carinho e dedicação possivelmente não chegaria até aqui.
“If I had to define a major depression in a single sentence, I would describe it as a genetic/neurochemical disorder requiring a strong environmental trigger whose characteristic manifestation is an inability to appreciate sunsets”
(R.M. Sapolsky, 1982)
Aqui constará minha trajetória, meus agradecimentos e minha percepção de tudo que vi e vivenciei nesses últimos 10 anos na graduação e pós-graduação. Antes de tudo, gostaria de dizer que eu não deveria estar aqui. Em 2010 o Censo Demográfico do IBGE junto à Secretaria Especial de Políticas de Promoção da Igualdade Racial (Seppir) e organização educaAfro relataram que somos menos de 25% nas pós-graduações. O número é ainda mais triste quando consideramos a porcentagem de docentes nas universidades federais, chega a ser menos que 5%. Em contrapartida, O atlas da violência em 2017 revelou que 78,9% dos jovens assassinados nos últimos 10 anos são jovens negros de regiões periférica. Felizmente, faço parte do grupo privilegiado de negros fora dessa realidade, mas não por meritocracia, eu nem acredito nisso, mas porque ao longo da minha vida eu encontrei pessoas que confiaram em mim e me ajudaram a sair da nefasta realidade do jovem negro no Brasil. Mesmo da periferia, da escola pública e estigmatizado com um diagnóstico de TDAH aos 12, eu consegui avançar.
Primeiramente, agradeço a minha mãe que nunca mediu esforços no meu processo de educação, embora sempre fomos uma família sem condições financeiras, e a situação ficou mais grave logo após a morte do meu pai, ela sempre acreditou que a educação seria a única maneira de ascensão social, e por ela ter esse entendimento, sempre investiu na nossa formação, mesmo seus esforços apenas terem sidos concretos a mim, único filho a ter uma graduação, mestrado e doutorado. Eu dedico a ela dedico toda minha vida. Também agradeço aos meus irmãos, aos mais próximos, e aqueles que tomaram outros rumos.
Sou ex-aluno bolsista, de uma universidade particular, vale salientar que isso foi motivo de chacota e descrédito por colega e professores! Mas isso nunca me atingiu, pois sempre fui ciente das minhas limitações e dos meus potenciais, para chegar aqui tive de aprender a conviver com isso, além do mais, nunca desejei ser o aluno exemplar, o melhor, a referência. Apenas desejei ser melhor do que ontem, sempre desafiei minhas limitações no intuito de superá-las.
Ingressei no mestrado em psicobiologia na UFRN, eu simplesmente amo esse lugar, apesar de novamente conviver com pessoas que achava estranho a presença de um psicólogo nas aulas, na maioria das vezes alunos da biologia, medicina, biomedicina, ecologia e afins. Até hoje fico na dúvida se eles sabem que
Psicologia. Por favor, parem de falar que psicólogos não sabem de neurociência, antes de falar algo do tipo, deve-se considerar que a psicologia no Brasil foi construída no modelo clínico baseado na corrente social crítica europeia, algo bastante distante da psicologia americana total experimental. Isso é uma grande barreira, pois o aluno de psicologia que deseja estudar neurociência terá de estudar por si só, algo que os demais recebem na sua formação, é muita desonestidade fazer comparações desse tipo sem ponderar esses fatores. Além disso, uma boa parte dos teóricos citados nessa tese são psicólogos, corrigindo, psicólogas, pois boa parte dos estudos sobre hormônios sexuais são produzidos por mulheres. A ciência é tão patriarcal que a padronização dos nomes dos pesquisadores nos periódicos faz referência ao sobrenome, majoritariamente masculinos, você só saberá que é uma mulher quando for pesquisar de forma mais detalhada.
Ainda sobre a Psicobiologia, gostaria de falar que tenho afeições inimagináveis por alguns professores. Aprendi muito nas aulas das professoras Bernadete, Fívia e Arrilton, esses dois últimos me fizeram morrer de amores pela psicologia evolucionista e etologia. O fascínio foi tão grande que me fez prestar um concurso para área de etologia na UFPA, não fiquei em primeiro, fiquei em quarto. Vocês não sabem a sensação maravilhosa que senti, um doutorando tirar 3ª melhor nota na prova teórica e melhor nota na prova didática numa seleção com doze biólogos pós-doc, incluindo um português formado pelo Instituto Max Planck de biologia. Bernadete e Deborah, vocês são minhas referências, grande parte do interesse e gosto pela endocrinologia comportamental vieram de vocês.
Alessandra, destruímos barreiras juntos, ainda lembro da sua batalha no concurso para departamento de fisiologia, te vi chorar na sala junto com a Regina, mas também de vi chorar de alegria ao passar no concurso e me ligar falando da aprovação, e mencionando que nosso trabalho na iniciação científica foi de extrema importância.
Profª Regina, você sempre foi temida, com pulso forte ou como você mesmo falou citando seu pai “geniosa”. Contudo, acho que todos do LEME reconhecem e te dão os créditos pelas conquistas. Te ver chorar naquela fatídica última reunião do laboratório me fez enxergar a pessoa sensível e compromissada.
Aos amigos queridos do laboratório, Dudu, Lady Di, Sarah, Isabela, Raí, Anderson, Priscila, Nanda, Diego, André, Ramon e Ronaldo, simplesmente vivi os
experiências, estudos, trabalhos e farras ajudaram a torna essa caminhada divertida.
Profº Jeferson e Profª Rovena, obrigado pelo acolhimento, reconheço e sempre irei agradecer por ter dado oportunidade de trabalharmos em conjunto, O Lenq foi fator importante nesses últimos anos.
Aline, Carlos, Sara e André, esse trabalho também é de vocês, obrigado pela ajuda e por ter acreditado nessa ideia.
Claudinho, meu companheiro, tudo isso só foi possível porque tenho você, obrigado por existir na minha vida.
Agradeço imensamente aos demais colegas de convivência, ao demais professores, técnicos e demais funcionários da UFRN.
As agências de fomento e instâncias governamentais que possibilitaram os recursos financeiros para produção do conhecimento e sobrevivência do aluno de pós-graduação. Pude vivenciar um período produtivo e dignificante na ciência brasileira, mas também vi tudo desmoronar nos últimos anos, esses dois últimos anos sentimos na pele a falta de investimento na ciência, dificuldades para insumos, ferramentas e animais dificultaram muitos dos nossos trabalhos, inclusivo do meu. O cenário atual é TEMERoso e o futuro assustador. Mas há de vir bons tempos.
E por falar em bons tempos, observo um movimento acontecendo nas pós-graduações, um movimento que se articula e luta pelo bem-estar e qualidade de vida do aluno. Hoje a pós-graduação é uma máquina de destruir saúde mental, um modelo obsoleto, engessado, sádico e totalmente produtivista. Eu pensava que isso era uma realidade apenas brasileira, mas ao ler um relatório da OMS, eu percebi que o cenário é mundial! Os mestrandos e doutorando são 6x mais propensos a desenvolverem quadros de ansiedade e depressão. Desde o estudo publicado na Nature “Under a cloud: Depression is rife among graduate students and postdocs” em 2012, a OMS vem pontuando em seu relatório de saúde mental. Esse movimento levou o Reino Unido a contabilizar entre 2015 e 2017 mais de 16 mil estudantes da pós-graduação afastados por problemas mentais. Só no ano passado mais de 137 alunos cometeram suicídios. Ironicamente, eu estudei a relação de estresse e depressão, e no final do doutorado eu vivencie todo esse sofrimento e percebi como o acumulo dessas experiências aversivas na pós me fez
realidade brasileira. Infelizmente, sabemos que grande parte dos docentes e programas fingem que nada acontecem, o máximo de entendimento que eles conseguem abstrair é “quando vocês forem orientadores vão entender”. Aqui na UFRN já é possível discutir e direcionar projetos que visam saúde mental na pós.
Por fim, fecho mais um clico para começar outro. O último ano foi bem difícil para mim, cenário político econômico difícil, sem perspectivas, me senti por vezes sozinho, a ida de Alessandra para São Paulo tornou as orientações difíceis, nos víamos rapidamente em congressos ou bancas de defesas que ela participava aqui em Natal, os demais colegas também tinham as mesmas angústias com seus trabalhos, alguns se disponibilizavam em ajudar, outros simplesmente ignoravam. Em situações escutei coisas do tipo “deveria procurar Bernadete, ela é a pessoa que poderia te ajudar”. A indiferença nutria em mim um sentimento de insuficiência e de descrença no meu trabalho, nos meus dados, na minha pergunta científica.
Agosto de 2017 acabou meu prazo final e bolsa, meu mundo desmoronou sem saber o que fazer, havia passado em segundo lugar para docente de psicologia na federal do Vale do São Francisco, com chances de ser chamado, mas ainda só possiblidades. Consegui emprego em uma universidade privada e pude sentir um pouco de alívio, trabalhei 40 horas semanais para poder ter um pouco de conforto, era horista.
Só agora fui reconhecido pela instituição e passo a ser professor integral com apenas 20h de horas na docência e demais com extensão e pesquisa. E por falar em pesquisa, hoje assumo na Universidade Potiguar um laboratório de pesquisa em desenvolvimento infantil. Não faço mais pesquisa básica, apenas aplicada. Atualmente eu e mais 6 alunas (no momento só oriento meninas) estamos investigando papel das funções executivas no manejo e estratégias de enfretamento ao estresse em adolescentes infratores. Um outro grupo investiga a relação de estresse e alterações emocionais nas fases inicias e finais da fase lútea (utilizando o modelo de TSST), e isso associado a um modelo de treino cognitivo para manejo da resposta de estresse. Um projeto previsto para iniciar próximo semestre será focado em “Training based program” para crianças com dificuldades de aprendizagem e transtornos de aprendizagem como dislexia e discalculias. Um mesmo modelo de treinamento cognitivo será lançado para idosos com demências.
sensu nas áreas de terapia cognitiva comportamental e neuropsicologia.
No mais, fica aqui meu registro tanto em forma de agradecimentos, críticas e percepções sobre essa minha trajetória. Muitos podem me enxergar pequeno, mas olho para o meu passado e me sinto um gigante.
AGRADECIMENTOS ... 7
LISTA DE FIGURAS E ILUSTRAÇÕES ... 15
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ... 17
RESUMO ... 19
ABSTRACT ... 20
1. APRESENTAÇÃO ... 18
2. INTRODUÇÃO ... 21
2.1. A resposta de estresse ... 21
2.2. Hormônios adrenais: Alterações cognitivas e emocionais associadas ao estresse ... 27
2.2. Hormônios sexuais e alterações cognitivas e emocionais... 33
3. HIPÓTESES ... 37 4. OBJETIVO GERAL ... 37 4.1. Objetivos específicos ... 37 PARTE I ... 38 Introdução ... 39 Artigo 1 ... 43 Abstract ... 44 1.Introduction ... 45
2.Material and methods ... 48
2.1. Animals ... 48
2.2. Drugs... 48
2.3. Estrous Cycle ... 48
2.4. Stress induction protocol ... 49
2.5. Sucrose Splash Test (SST) ... 49
2.6. Social Interaction Test (SIT) ... 49
2.7. Sucrose Preference Test (SPT) ... 50
2.8. Experimental design ... 50
2.8.1. Experiment I: Influence of estrous cycle on the depressive-like behavior induced by the social stress ... 51
2.8.2. Experiment II: Effects of the estradiol and tamoxifen on the depressive-like behavior induced by the social stress ... 51
2.8.3. Experiment III: Effects of progesterone and mifepristone on the depressive-like behavior induced by the social stress ... 52
2.9. Statistical analysis ... 52
3.1.1. Sucrose splash test (SST) ... 53
3.1.2 Social interaction test (SIT) ... 54
Sniffing Behavior ... 54
Following Behavior ... 54
Avoidance Behavior ... 54
3.1.3 Sucrose preference test (SPT) ... 55
3.2. Experiment II: Effects of the estradiol and tamoxifen on the depressive-like behavior induced by the social stress. ... 56
3.2.1 Sucrose splash test (SST) ... 56
3.2.2 Social interaction test (SIT) ... 56
Sniffing behavior ... 56
Following behavior ... 57
Avoidance behavior ... 57
3.2.3 Sucrose preference test (STP) ... 58
3.3 Experiment III: Effects of the progesterone and mifepristone on the depressive-like behavior induced by the social stress. ... 59
3.3.1 Sucrose splash test (SST) ... 59
3.3.2 Social interaction test (SIT) ... 60
Sniffing behavior ... 60
Following behavior ... 60
Avoidance behavior ... 60
3.3.3 Sucrose preference test (SPT) ... 61
4. Discussion ... 61 5. Conclusion ... 65 Acknowledgements ... 65 6. References ... 66 PARTE II ... 76 Introdução ... 77 Artigo 2 ... 82 Abstract ... 83 1.Introduction ... 84
2. Materials & Methods ... 86
2.1. Animals ... 86
2.2. Drugs ... 86
2.3. Estrous cycle ... 87
2.7. Drug administration ... 89
2.8. Statistical Analysis ... 89
3. Results ... 90
3.1. Anxiety and exploratory behavior on OF ... 90
3.1.1. Open field test: 17β-estradiol treatment ... 90
3.1.2. Open field test: Tamoxifen treatment ... 90
3.1.3. Open field test: Progesterone treatment ... 90
3.1.4. Open field test: Mifepristone treatment ... 90
3.2. Learning and memory on PMDAT ... 92
3.2.1. Plus-maze discriminative avoidance task: 17β-estradiol treatment ... 92
3.2.2. Plus-maze discriminative avoidance task: Tamoxifen treatment ... 92
3.2.3. Plus-maze discriminative avoidance task: Progesterone treatment ... 94
3.2.4. Plus-maze discriminative avoidance task: Mifepristone treatment ... 94
3.3: Anxiety and exploratory behavior ... 94
3.3.1. Plus-maze discriminative avoidance task: 17β-estradiol treatment ... 94
3.3.2. Plus-maze discriminative avoidance task: Tamoxifen treatment ... 95
3.3.3. Plus-maze discriminative avoidance task: Progesterone treatment ... 95
3.3.4. Plus-maze discriminative avoidance task: Mifepristone treatment ... 96
4.Discussion ... 97 5.Conclusion ... 101 Acknowledgements ... 102 6. References ... 102 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 111 5. CONCLUSÃO ... 113 REFERENCIAS ... 114 ANEXO………....………...………..……...…...126
Figura 1: Eixo Hipotálamo-pituitária-adrenal (HPA)
...23 Figura 2: Diagrama de ativação da resposta de GC nos receptores de MR e GR...27
Figuras do artigo 1
Figure 1: Schematic representation of the experimental design………...…..51 Figure 2: Effect estrous cycle on grooming behavior of socially stressed female rats. total time of grooming behavior and latency to start the grooming behavior………...…...53 Figure 3: Effects of social isolation and estrous cycle on sucrose consumption in female rats. Percentage of total sucrose consumed into 24h…………...…………55 Figure 4: Effects of treatment 17β-estradiol (17β), tamoxifen (TAM) and vehicles (VEH) on grooming behavior of socially isolated female rats...56 Figure 5: Percentage of sucrose consumption by socially isolated females treated with estradiol (17β), tamoxifen (TAM) or vehicle (VEH) in diestrus, proestrus and estrus
phases……….…59 Figure 6: Effects of estrous cycle and treatment with progesterone (PROG), mifepristone (MIF) and vehicles (VEH) in the latency to start the grooming behavior in sucrose splash test………59 Figure 7: Effects of estrous cycle and treatment of progesterone (PROG), mifepristone (MIF) and vehicles (VEH) on sucrose consumption of social isolated female rats………..61 TABELAS
Table 1: Effects of estrous cycle and social isolation in the social interaction test in rats..……….58 Table 2: Effects of estrous cycle (DIE, PRO and EST) and pharmacological treatment of 17β-estradiol (17β), tamoxifen (TAM) or vehicle (VEH) on social behavior of isolated female rats. Total number, time and latency were registered for sniffing, following and avoidance behavior in social interaction test……….…55 Table 3: Effects of estrous cycle (DIE, PRO and EST) and pharmacological treatment of progesterone (PROG), mifepristone (MIF) or vehicle (VEH) in the social behavior of isolated female rats in social interaction test. Total number, time and latency were registered for sniffing, following and avoidance behavior……….60
Figure 1: Schematic diagram of the behavioral plus maze discriminative avoidance task - PMDAT………...89 Figure 2: Effects of social isolation (SI), Control condition (CT) and treatment of Estradiol (EST, A), Tamoxifen (TAM, B), Progesterone (PROG, C) and Mifepristone treatment (MIF, D) on learning and retrieval of female rats submitted to the plus-
maze discriminative avoidance task
(PMDAT)……….…………93 Figure 3: Influence of social isolation in the treatment and hormonal manipulation on distance travelled, Control condition (CT) in the treatment of Estradiol (EST, A), Tamoxifen (TAM, B), Progesterone (PROG, C), Mifepristone treatment (MIF, D) and respective vehicle (VEH) on females tested in the plus-maze discriminative avoidance task……….…..95 Figure 4: Influence of social isolation and treatment of Estradiol (17β, A), Tamoxifen (TAM, B), Progesterone (PROG, C), Mifepristone treatment (MIF, D) and respective vehicle (VEH) on open arms exploration (%OA) by females tested in the plus-maze discriminative avoidance task………..96 TABELAS
Tabela 1: Effect of social isolation and hormonal treatment in anxiety and exploratory behavior………...91
11β-HSD: 11β-dehidrogenase hidroxiesteroide 17β: 17beta-estradiol
5-HT: Serotonina ou 5-Hidroxitriptamina
ACTH: adrenocorticotropic hormone ou hormônio adreno-corticotrófico ALLO: Allopregnanolone
AMG: Amígdala
AMPA: ácido proprióico α-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxazole AVP: vasopressina
BDNF: Fator neurotrófico derivado do cérebro - inglês brain derived neurotrophic factor)
BNST: bed nucleos of stria terminalis ou núcleo leitoso da estria terminal CA1: Cornus de Amon 1
CA3: Cornus de Amon 3
CMS: Chronic mild stress ou estresse cronico moderado
CRH: corticotrophin releasing hormone ou fator liberador de corticotrofina. CT: Grupo controle
DIE: diestro/metaestro DO: Dopamina
ERK: quinases reguladoras de sinalização extracelular - inglês extracellular-signal-regulated-kinases)
EST: estro ou estrus
GABA: GAMMA-aminobutyric Acid ou Ácido gama-aminobutírico GR: receptores de glicocorticóides
GCs: glicocorticoides
HPA: hipotálamo-pituitaria-adrenal HPC: Hipocampo;
ISRS: Inibidor seletivo de recaptação de serotonina LTP: potenciação de longa duração
mGC: receptores de glicocorticóides de membrana MIF: mifepristone
MpPVN: núcleo medial dorsal do paraventricular mPVN: núcleo medial paraventricular do hipotálamo MRs: mineralocorticoides
NE: noradrenalina
NMDA: N-metil-D-aspartato
NST: nucleos of solitary tract ou núcleo do trato solitário OP: open field
periPVN: periVentricular do hipotálamo
PMDAT: Plus-maze discriminative avoidance task ou tarefa esquiva discriminativa em labirinto em cruz elevado (EDLCE),
PMDS: Premenstrual dysphoric syndrome PRO: proestro ou proestrus
PROG: Progesterone
PVN: paraventricular do hipotálamo SGA: Síndrome Geral de Adaptação SI: Social isolation
SIT: SOcial interaction Test SNC: Sistema Nervoso Central SPT: Sucrose Preference Test SST: Sucrose Splash Test
TAG: transtorno de ansiedade generalizada TAM: tamoxifen
TEPT: transtorno do estresse pós-traumático. TSST: Trier Social Stress Test
O estresse compreende um conjunto de alterações psicofisiológicas eliciadas no organismo diante de demandas intrínsecas e extrínsecas. A exposição frequente a eventos estressantes promove alterações em processos cognitivos, emocionais e comportamentais do indivíduo, e tais alterações podem estar relacionadas à etiologia de diversos transtornos psiquiátricos. Os glicocorticoides (GCs) são os principais hormônios mediadores da resposta de estresse. Estes se ligam a receptores que estão extensamente distribuídos em diversas células do organismo, incluindo ampla distribuição em todo sistema nervoso central (SNC), especialmente em áreas cerebrais como hipocampo, amígdala e córtex pré-frontal. Contudo, ainda não está completamente esclarecido como o estresse pode prejudicar o funcionamento dessas estruturas e de que maneira isto pode provocar o surgimento de transtornos psiquiátricos como, por exemplo, transtornos de humor (depressão) e ansiedade (transtorno de ansiedade generalizada). Em contrapartida, oscilações de hormônios sexuais, como o estradiol e progesterona influenciam o SNC modulando alguns processos diante a ação deletéria dos GCs. Neste sentido, utilizamos um modelo de indução de estresse crônico – isolamento social – em ratas jovens em diferentes fases do ciclo estral para investigar possíveis alterações nas respostas cognitivas, emocionais e comportamentais em resposta a exposição ao estressor. No intuito de investigarmos a influência dos hormônios sexuais utilizamos agonistas e antagonistas para induzir ou bloquear efeitos desses hormônios nas diferentes fases do ciclo. Nossos achados reúnem um corpo de dados que demonstram que o isolamento social induz comportamentos do tipo depressivo e promove prejuízos mnemônicos fase dependentes. Estes resultados foram observados quando ratas foram submetidas à uma tarefa de memória aversiva e aos testes de autocuidado, preferência por sacarose e interação social. De maneira geral, animais em fases de baixo perfil hormonal (diestro/metaestro, DIE) apresentaram comportamentos do tipo depressivo além de déficits de memória. Por outro lado, ratas em proestro (PRO) e estro (EST) não demonstraram prejuízos nos testes, não mostrando os efeitos deletérios provocados pelo estresse. O tratamento farmacológico mostrou um efeito dissociativo do estradiol e progesterona sobre os aspectos comportamentais e mnemônicos. Assim, o tamoxifeno (antagonista do estradiol) quando administrado nas fases PRO e EST prejudicou o desempenho dos animais levando a comportamentos do tipo depressivo e déficits de memória, mas não o antagonismo feito pela mifepristona (antagonista da progesterona). Além disso, a administração de estradiol na fase DIE, mas não progesterona, foi capaz de melhorar os prejuízos observados nessa fase. Em conclusão, estes achados sugerem que o isolamento social induz alterações cognitivas e emocionais em ratas, dependente das oscilações hormonais do ciclo estral, e esta modulação ocorre principalmente pela ação do estradiol, que é capaz de amenizar prejuízos comportamentais observados ao longo do ciclo.
Stress can be defined as a set of physical and psychological mechanisms to coping disturbances that threat the homeostasis. Long-term exposure to stressful events is associated with negatives effect on cognition, emotion and behavior, moreover, these alterations are suggested to be in onset of psychiatric disorders. Glucocorticoids (GCs) are the main hormones involved in stress response. The glucocorticoids receptor (GR) are extensile expressed in different types of tissues in the body, including the central nervous system (CNS), especially in hippocampus, amygdala, and prefrontal cortex. These structures are involved in mood regulation, anxiety and mnemonic processes and are targets of the stress. Although, it remains controversial how stress can impair functionality in these brain areas and how it correlates with disturbances in mood, anxiety and memory impairment. In contrast, oscillations of sex hormones, such as estradiol and progesterone, can profoundly influence the CNS, acting against deleterious effects of stress. In this regard, we used an animal model of chronic stress - social isolation - in female rats with intact estrous cycle to investigate modulatory effect of sex steroid on cognitive and emotional responses. Moreover, we investigated the dissociative effect of estradiol and progesterone, using agonist or antagonist. Our main results demonstrated that: (1) females in diestrus showed depressive-like behaviors and memory deficits when compared to estrus and proestrus phases; (2) depressive-like behaviors and memory deficits induced by social isolation was estrous-cycle dependent; (3) stressed females treated with estradiol (but not progesterone) showed less depressive-like behaviors and memory impairments; (4) tamoxifen (but not mifepristone) induced depressive-like behaviors in proestrus females; (5) There was a anxiolytic effect induced by progesterone. Taken together, these findings suggest that endogenous variations of sex hormones are important to modulate mood, anxiety and mnemonic process in socially isolated females.
1. APRESENTAÇÃO
A descoberta dos fisiologistas Flerko and Szentagothai (1957) de receptores para hormônios esteroides em regiões cerebrais (hipotalâmicas) que medeiam alguns aspectos da função reprodutiva e de sobrevivência, ampliou a definição de “neuroendocrinologia” para incluir a comunicação recíproca entre o cérebro e o corpo, por meio de vias hormonais e neurais. O cérebro é o órgão central da adaptação aos fatores endógenos e exógenos porque percebe o que é ameaçador ou necessário, gerando as respostas comportamentais e fisiológicas para ajustes a essas demandas (McEwen et al, 2015). Desde os memoráveis achados de Claude Bernard sobre milieu intérieur ainda no século XIX, passando pelos conceito de homeostase e mecanismo de fight-or-fight propostos por Walter Cannon (1929); e pela definição de estresse representada pela Síndrome Geral da Adaptação (SGA) elucidado pelo fisiologista Hans Selye (1950), o campo da neuroendocrinologia moderna tem trazido importantes informações. Evidências apontam que alças de regulações neuroendócrinas são capazes de produzir um conjunto de alterações que se iniciam a nível de processamento molecular até vias finais de respostas cognitivas, emocionais e comportamentais, que foram conservadas evolutivamente nos vertebrados (Denver, 2009).
O estresse provoca uma cascata de reações emergenciais em vias de circuitos neurais que podem alterar a expressão de comportamentos e emoções. Esse conjunto de respostas emergenciais, por sua vez, afeta a fisiologia sistêmica por meio de efetores neuroendócrinos, autonômicos, imunológicos e metabólicos. Em curto prazo, estas respostas geram um aumento da excitabilidade e do estado de atenção frente a um ambiente ameaçador, essas mudanças adotam um padrão de resposta adaptativa de alto valor biológico para sobrevivência. Mas, na ausência de fatores de risco, se há um prolongamento dessas reações associado ao estado comportamental alterado, tal resposta adaptativa passa a eliciar uma sobrecarga nos sistemas fisiológicos resultando em padrões anormais de funcionamento e desorganização, que levam consequentemente a respostas mal adaptativas (McEwen et al, 2015). Muitas dessas alterações estar correlacionadas à manifestação de transtornos psiquiátricos, como transtornos de humor e ansiedade, com importantes diferenças sexuais (McEwen et al, 2015; Luine, 2014).
Desde as primeiras evidências sobre a importância dos estrogênios em roedores descritas por Charles Stockard e George Papanicolau (1917) até posteriormente, seu isolamento de ovários de humanos (Allen & Doisy, 1923) e a descoberta dos seus receptores (O’Malley et al, 1968; Green et al, 1986; Kuiper et al, 1996) um grande corpo de evidências fisiológicas e bioquímicas mostra os hormônios sexuais como moduladores da resposta ao estresse.
Estudos epidemiológicos têm demonstrado diferenças sexuais na prevalência de doenças psiquiátricas. Segundo a Organização Mundial de Saúde (2008) estima-se que o risco de adquirir algum tipo de transtorno de ansiedade e humor é duas vezes maior em mulheres do que para os homens. Ainda, em 2030 a depressão será a doença mais presente na vida das mulheres, impactando diretamente a saúde e qualidade de vida. Embora seja reconhecido que os fatores socioeconômicos, estilo de vida, dieta, cultura e educação influenciem no surgimento dos transtornos de ansiedade e depressão. Uma possível explicação pode estar associada ao período reprodutivo da mulher. De fato, antes da puberdade meninos e meninas apresentam baixas taxas de sintomas do tipo depressivo, contudo o risco aumenta logo após a menarca nas meninas (Cyranowski et al, 2000).
O início do período reprodutivo parece estar envolvido com as primeiras manifestações dos sintomas de transtorno de humor. As mulheres nesse período vivenciam intensas alterações emocionais devido às flutuações hormonais cíclicas. Desta forma, o transtorno disfórico menstrual, a depressão pós-parto, a depressão pós-menopausa estão diretamente relacionados com essas oscilações hormonais (Soares et al, 2007). É sugerido que as alterações no humor observadas possam ocorrer devido a modulação que os hormônios exercem no cérebro feminino, especialmente a progesterona e o estradiol. De fato, os hormônios sexuais, em especial o estradiol, tem um efeito neuroprotetor bem descrito. E, as manifestações de sintomas depressivos parecem surgir em períodos quando esses hormônios estão baixos, tais evidências são observadas tanto em roedores quanto em primatas (Cohen et al, 2006; Luine, 2014). A razão pela qual esses hormônios são capazes de modular processos emocionais e cognitivos ainda não está esclarecida, contudo, acredita-se que as vias de ativação sejam tanto genômica como não-genômica. Prévios estudos vêm mostrando que experiências estressantes são
capazes de modular processos cognitivos e emocionais através dessas mesmas vias moduladas por hormônios sexuais (Luine, 2014; Autry & Monteggia, 2012). Assim, especula-se que a ausência do estrógeno poderia tornar a atividade cerebral vulnerável à ação dos glicocorticoides envolvidos na resposta do estresse o que poderia estar associado ao risco de desenvolvimento dos transtornos de ansiedade e depressão. Tais achados permanecem inconclusivos e tem sido foco de pesquisa no campo da neuroendocrinologia.
Diante disso, compreender a relação existente entre a atividade neuroendócrina, os perfis de risco aos transtornos de ansiedade e depressão, bem como a modulação desses hormônios nas respostas psicofisiológicas diante de fatores estressantes é importante e desafiador.
2. INTRODUÇÃO
2.1. A resposta de estresse
Todos os seres vivos necessitam, para sua sobrevivência, manter certa constância de seu meio interno em relação às demandas extrínsecas que incidem sobre o organismo - esse conceito é denominado de homeostase (Canon, 1932). Fatores intrínsecos e/ou extrínsecos afetam os seres vivos alterando os padrões complexos e dinâmicos do equilíbrio homeostático, desencadeando alterações no organismo. Baseado neste conceito de equilíbrio interno, alguns fisiologistas estudaram como os organismos reagiriam a situações adversas que pudessem desafiar a condição homeostática.
O pesquisador Hans Selye observou o comportamento de ratos que apresentavam respostas fisiológicas inespecíficas a diferentes tipos de agentes nocivos. Em seus experimentos foram observados que, independente dos estímulos, os animais apresentavam aumento do tamanho das glândulas adrenais, atrofia do timo dentre outros órgãos linfoides, aparecimento de úlceras no trato gastrintestinal, grande perda de peso, retardo no crescimento, supressão da atividade sexual, assim como redução e perda de tecido muscular (Selye, 1936). Ainda, Selye observou que a exposição crônica a agentes nocivos podia levar à exaustão e morte dos animais. Assim, foi considerado que o estresse seria uma situação gerada por um desafio ao qual o organismo estaria submetido. Desta forma, o agente causador (estímulo desencadeador) seria denominado de agente nocivo, e a “Síndrome Geral da Adaptação (SGA) ” seria a condição provocada no organismo na presença deste agente. Com o avanço de seus estudos, Selye descreveu que a SAG estaria associada a três fases distintas. O primeiro momento estaria relacionado com uma fase de alarme, na qual o organismo estaria em um estado de alerta diante de um estressor; posteriormente, na fase de resistência ou adaptação, o corpo começa a promover os ajustes necessários para compensar os estímulos causadores de estresse. E, por fim, com a persistência do estressor o organismo entra num estado de esgotamento, uma vez que a capacidade adaptativa do organismo em promover os ajustes necessários para o enfretamento do estressor se torna menos eficiente (Selye, 1950).
O principal sistema hormonal de resposta ao estresse é o eixo Hipotálamo-pituitária-adrenal (HPA) (Chrousos & Gold, 1992). Assim, numa situação de estresse, neurônios parvocelulares do núcleo paraventricular do hipotálamo (PVN) recebem inputs de vias sensoriais, nociceptores somáticos, aferentes viscerais, vias sensoriais humorais e aferentes do tronco encefálico, bem como regiões do sistema límbico, envolvidas com transmissão noradrenérgica e adrenérgica. Estes estímulos promovem a liberação do neuropeptídio fator liberador de corticotrofina (CRH) através de projeções axonais através da haste hipofisária, que se dirigem à rede de capilares presentes na eminência mediana do hipotálamo, pertencente ao sistema porta-hipofisário (revisado por, Herman & Cullinan, 1997). Assim, a maioria dos neurônios neurossecretores do PVN são posicionados para desempenhar atividade excitatória capaz de rápida ativação do eixo HPA.
Cabe ressaltar, que a ativação do eixo HPA também envolve a expressão da vasopressina (AVP), esses neuropeptídios são produzidos em neurônios parvocelulares co-localizados aos neurônios secretores de CRH, sendo atribuídos à resposta de estresses físicos, enquanto que o CRH parece estar relacionado aos estresses psicológicos (Ramos et al, 2006; Ramos et al, 2016). A ação do CRH sobre os receptores do fator de liberação de corticortrofina, e do AVP no receptor AVP1B, presente em células basófilas da porção anterior da hipófise, promovem a secreção do hormônio adrenocorticotrófico (ACTH), que por sua vez atua nas glândulas adrenais, estimulando as células da região cortical a liberar os glicocorticoides (GCs, cortisol em humanos e corticosterona em roedores), resultando na complexa resposta ao estresse (Herman et al, 2003; Ulrich Lai & Herman, 2009; Joels & Baram, 2009).
Figura 1. Eixo Hipotálamo-pituitária-adrenal (HPA). Ativação do núcleo paraventricular do hipotálamo induz liberação de AVP e CRH, que age sequencialmente na liberação do hormônio adrenocorticotrófico, este irá induzir a liberação de cortisol no organismo através das adrenais (adaptado de Lupien et al, 2009).
Os CGs também têm papel regulatório em relação ao estado de vigília e no metabolismo catabólico de lipídios e proteínas (Elverson et al 2005; Christiansen et al 2007).
A ativação do eixo HPA é inibida pela alça de retroalimentação negativa. Assim, o aumento de glicocorticoides no sangue é rapidamente detectado por neurônios neurossecretores do PVN no hipotálamo. Os GCs inibem a produção de CRH através da supressão da atividade excitatória desses neurônios - resposta de retroalimentação rápida. Através de mecanismo retroalimentação tardio via
genômica de ativação de receptores de GRs no encéfalo (Herman & Cullinan, 1997). É importante ressaltar que o PVN do hipotálamo recebe diferentes aferências excitatórias e inibitórias, sendo a aferência inibitória modulada pela atividade do neurotransmissor ácido gama-aminobutírico (GABA) em diferentes núcleos do hipotálamo envolvidos na regulação homeostática (Herman et al, 1993; Roland e Sawchenko, 1993). Nesse sentido, é sugerido que essa ativação inibitória gabaérgica contribui também para a regulação da expressão dos GCs no organismo.
Embora a modulação da resposta do estresse seja feita pelo eixo HPA, outras estruturas encefálicas têm papel fundamental na modulação desta resposta. De fato, a amígdala, hipocampo e o córtex pré-frontal constituem três áreas extra-hipotalâmicas envolvidas na regulação da resposta ao estresse (Lupien et al, 2009).
A amigdala (AMG) é uma estrutura integrante do sistema límbico responsável pela produção da resposta emocional, estando relacionada a ansiedade, estados de alerta e ativação simpática frente ao perigo. Essa estrutura recebe aferentes de áreas do tronco encefálico como o núcleo do trato solitário (nucleos of solitary tract, NST), relacionado com o monitoramento da atividade do sistema nervoso autônomo (Kerfoot et al 2008), bem como do núcleo leito da estria terminal (bed nucleos of stria terminalis, BNST), que projeta tanto vias excitatórias e inibitórias para o PVN quanto para a AMG, sendo capaz de modular mecanismos autônomos e comportamentais perante estímulos aversivos (Walker et al, 2002). As vias eferentes do sistema límbico como da AMG têm como alvo neurônios GABAérgicos em núcleos circunvizinhos ao PVN, como o periventricular (PeriPVN) e medial dorsal (MpPVN). Assim, estes núcleos podem permanecer sobre inibição tônica. A modulação da AMG pode ocorrer pela desinibição dos neurônios neurosecretorres de CRH no PVN, sendo a ativação do HPA auxiliada pela desinibição, tendo em vista que maioria da atividade modulatória da AMG (por exemplo, dos núcleos central e medial) é mediada por projeções GABAérgicas tanto nas áreas circunvizinhas do PVN (medial e periventricular) quanto no BNST (revisado por Herman et al, 2006)
Algumas áreas corticais também participam da regulação do eixo HPA. A área pré-frontal medial do córtex (mPFC) tem papel importante na redução da ativação autonômica, hormonal e comportamental da resposta ao estresse
(Herman & Cullinan, 1997). A modulação do mPFC sobre o PVN ocorre indiretamente através de projeções para estruturas diencefálicas, como o BNST, que por sua vez emite projeções para áreas límbicas e então partem em tratos que se juntam às áreas de integração modais do tronco cerebral, possibilitando a regulação da atividade dos núcleos hipotalâmicos (Spencer et al., 2005)
O hipocampo é uma estrutura límbica composta por três áreas principais: as regiões conhecidas como Cornos de Amon, CA1, CA2 e CA3; e pelo giro denteado (Amaral & Witter, 1989). Ademais, estruturas circunvizinhas (córtex entorrinal, subículo, pré-subículo e para-subículo) compõem a formação hipocampal (Amaral & Witter, 1989). Estas estruturas estão relacionadas com diversos processos cognitivos como a memória declarativa. A parte ventral do hipocampo também se conecta ao hipotálamo e amígdala, sugerindo que essa estrutura converge informações que são necessárias para o processamento de memórias de conteúdo emocional e resposta ao estresse (Revisado por Komorowski et al, 2013; Fanselow & Dong 2009).
A capacidade de convergir e modular informações no hipocampo somente é possível devido à intensa atividade de neuroplasticidade encontrada nessa estrutura (Pittenger & Duman, 2008). De fato, diversos estudos demonstraram que a interação ambiental e aquisição de novas informações promovem modificações morfofuncionais em diversas regiões do hipocampo (Kumar, 2011; Carasatorre & Cintra, 2016; Gomez-Pinilla & Kesslak, 2001). O fenômeno de neuroplasticidade compreende a capacidade que o cérebro tem em reorganizar circuitos neuronais envolvidos na aquisição de novas experiências e informações promovidas por pressões ambientais (Pascual-Leone et al, 2005). No hipocampo, os processos de neuroplasticidade parecem estar diretamente envolvidos nos mecanismos moleculares de formação de novas memórias (Lynch, 2003; Alonso et al, 2005). Dentre esses mecanismos, é sugerido que o fenômeno de potenciação de longa duração (LTP) (Bliss & Lomo, 1973; Whitlock et al, 2006; Malenka & Bear, 2004). Neste sentido, como já mencionado, é visto que modificações no hipocampo podem comprometer as circuitarias e mecanismos moleculares mnemônicos, o que acarretaria prejuízos cognitivos e alterações comportamentais (Lynch, 2003; Driscoll et al, 2003).
Por outro lado, a grande concentração de receptores de GRs e de mineralocorticoides (MRs) no hipocampo sugere que essa região seja diretamente susceptível aos efeitos destes hormônios (McEwen, 2000; Lupien et al, 2007; Kim et al, 2007; Conrad, 2008; Leuner & Gould, 2010; Herman et al, 1989). os GCs se ligam aos dois tipos de receptores, contudo o controle da ligação dos GCs ao receptor MR é controlado pela atividade da enzima - 11β-dehidrogenase hidroxiesteroide (11β-HSD) que converte o GC ativo em cortisona inativa, tal efeito garante que a aldosterona se ligue ao receptor MR, pois as concentrações sanguíneas dos GC são 2000 vezes maiores do que aldosterona. No hipocampo ocorre um efeito de saturação, pois há uma expressão reduzida da proteína 11β-HSD, sendo assim, GCs se ligam com uma afinidade 100 vezes maior aos receptores do tipo MR, e só irá se ligar ao GCR quando saturar todos os receptores de MR (John & Funder, 1997; De Kloet, 2004).
Consequentemente, os GRs requerem uma maior concentração de hormônio para serem ativados, algo que ocorre durante a resposta ao estresse (Fig. 2). Assim, na exposição a uma situação de estresse agudo, os GCs mantêm a ativação de seus receptores promovendo um efeito de excitabilidade nos neurônios do giro denteado, seguido também de um aumento no disparo de neurônios na região CA1 do hipocampo. Este efeito tem uma ação benéfica nos processos de atenção, excitabilidade e memória, como por exemplo, promovendo uma melhora no processo LTP (De Kloet, 2004).
Por outro lado, a exposição crônica a GCs promove um efeito deletério devido à ativação de GCRs localizados em CA3, promovendo redução da arborização dendrítica, alterações nas espinhas dendríticas, na formação de LTP e induzindo padrões de depressão de longa duração – (LTD) (Conrad, 2008; Kim et al, 2015). Ademais, a ação crônica dos GCs promove a morte de neurônios, e essa ação parece contribuir para uma maior atividade do eixo HPA (Herman et al, 2003; Ulrich Lai & Herman, 2009; Joels & Baram, 2009). Os GCRs nucleares distribuídos no hipocampo são sensíveis a concentrações elevadas de GCs, e isto resulta numa alça de retroalimentação negativa (Ulrich Lai & Herman, 2009; Lupien et al, 2009). De fato, uma hipótese é que essa capacidade de inibir o eixo HPA poderia ser explicada pelas projeções oriundas da região subicular do hipocampo, estimulando neurônios GABAérgicos situados no núcleo do leito da estria terminal a inibir a
secreção de CRH nos neurônios do núcleo paraventricular (Herman et al, 2003; Forray & Gysling, 2004).
Figura 2. Diagrama de ativação da resposta de GC nos receptores de MR e GR (Adaptado de Yau & Seckl, 2012). À nível basal dos GC é possível observar a taxa de ligação aos MR (a coloração em cinza significa nível de saturação do receptor). Após exposição ao estresse é possível observar a saturação dos MR e começo da ativação dos GR (símbolo com barras verticais).
2.2. Hormônios adrenais: Alterações cognitivas e emocionais associadas ao estresse
Experiências estressantes podem estar relacionadas ao surgimento de sintomas depressivos ou agravar estados de humor alterados. Segundo DSM-V (2013) os transtornos de humor ou ansiedade são constituídos de quadros
nosográficos onde as respostas da expressão e regulação do humor (motivação, interesse, euforia, distimia, etc.); e ansiedade (excitação, medo, neuroticismo, alerta) estão disfuncionais, gerando padrões de respostas comportamentais atípicas com comprometimento na adaptação funcional. Além disso, sabe-se que os efeitos negativos dos estressores tem impacto direto em estruturas do sistema límbico que regulam e controlam a expressão das emoções (Lojko et al, 2014).
Os GCs claramente desempenham um papel importante na manutenção da resposta do estresse. No entanto, a resposta ao estresse é mais complexa, envolvendo diferentes alças de regulação e crosstalk entre diferentes sistemas. As respostas fisiológicas mais rápidas aos estressores envolvem a ativação do sistema nervoso simpático e a liberação de adrenalina, que medeia as alterações simpaticomiméticas, como as alterações cardiovasculares, broncodilatação e midríase. Isto é seguido pela ativação do eixo HPA, sendo a alça neuroendócrina a principal da resposta. À nível emocional, cognitivo e comportamental a ação da atividade simpática e a resposta inicial ao estresse promovem melhorias no sentido de aumentar o estado de alerta, vigilância, estimulação cognitiva e robustez na resposta comportamental. De fato, evidências tem demonstrando uma curva de U invertido, onde baixas doses de peptídeos como adrenalina, cortisol e noradrenalina ou altas doses desses hormônios comprometem o desempenho de humanos e roedores avaliados em tarefas de aprendizagem e memória, havendo assim um nível ótimo necessário para o bom desempenho comportamental (Salehi et al, 2010).
Há evidências de uma relação entre estresse e depressão que são relatadas principalmente de duas linhas de investigação: primeiro, disfunções da ativação simpática e do eixo HPA correlacionam com pacientes deprimidos e/ou transtornos associados a ansiedade e adaptação ao estresse; segundo, a exposição à eventos estressantes é correlacionado com a incidência de depressão tanto em modelos animais como em relatos clínicas (revisado por Schneiderman et al, 2005) .
No que tange a resposta simpática na etiologia dos transtornos de humor e ansiedade, é visto que o sistema nervoso autônomo é uma das principais vias neurais hiperativadas pelo estresse. Estudos clínicos associam transtornos de humor, como o transtorno depressivo maior, à ativação da resposta simpática, onde é visto uma resposta contínua ativada sem a ativação do sistema nervoso parassimpático (Revisado por Won & Kim, 2016). Em um estudo recente Mandy e
colaboradores (2016) descreveram o aumento da atividade simpática, visto na variabilidade de frequência cardíaca, em pacientes diagnosticados com depressão maior e transtorno de ansiedade generalizada. Esse estudo ainda mostrou a correlação entre hiperatividade da resposta simpática e risco de doenças cardíacas. Ademais, outros estudos corroboram esse achado ao demonstrar que transtornos de ansiedade e depressão são fatores de risco para doenças cardiovasculares (Dhar & Barton, 2016; Hare et al, 2014).
A desregulação do eixo HPA é observado em pacientes homens com depressão maior, indicado por hipercortisolismo na resposta ao despertar, além de demonstrar maior sensibilidade na ativação do eixo no modelo de indução de estresse em humanos – Trier Social Stress Test (Brooks & Robles, 2009). Também é visto um efeito similar da elevação dos GCs, adrenalina, noradrenalina, em pacientes com depressão distímica (Anisman et al, 1999) e transtornos bipolar (Manenschijn et al, 2012), ainda esse último estudo demonstrou o aumento do cortisol ao longo da vida do paciente e a relação direta entre níveis elevados de cortisol e o surgimento de comorbidades com outras condições psiquiátricas. A desregulação do eixo HPA pode incluir alterações tanto na atividade basal quanto na resposta do cortisol ao despertar (Para revisão, Dedovic & Ngiam, 2015), além de falha na ativação do feedback negativo do eixo HPA, tais como falha no teste de supressão do eixo com dexametasona (Konstantion et al, 2008). Alguns estudos indicam que pacientes deprimidos têm níveis elevados na resposta basal do cortisol (Bremmer et al 2007; Oldehinkel et al 2001), mas outro estudo não relata tais alterações (Peeters et al, 2003). Kathryn & Brooks (2009) demonstraram não haver correlação entre auto relatos de pacientes e sintomas depressivos e aumento do cortisol salivar. Nesse sentido, observamos estudos com inclusão mais específicas de grupos com condições mórbidas, estado de hospitalização, e idade avançada, esses indivíduos diagnosticados com depressão que tem maiores incidências de níveis médios de cortisol elevados em comparação com indivíduos recém diagnosticados com depressão (Ahmed et al, 2015; Moica et al,2016; Poole et al, 2016). Em modelos animais os dados encontrados são consistentes com as evidências clínicas. Um estudo demonstrou uma hipersensibilidade do eixo HPA com aumento de corticosterona em camundongos submetidos ao estresse de derrota social, e também foi observado um aumento de imobilidade na tarefa de nado forçado e aumento da anedonia, bem como redução de motivação para uma
tarefa de estimulo apetitivo (Pérez-Tejada et al, 2013). Em outro estudo ratas estressadas, após sucessivas exposições a um ruído durante 40 minutos, falharam na inibição do eixo HPA com uma dose de dexametasona, por outro lado, ratas expostas por uma única sessão eram capazes de reduzir atividade do eixo (Andrews et al, 2012). Contudo, um estudo demonstrou que administração crônica de corticosterona não eliciou comportamentos do tipo depressivos em camundongos (Sturm et al, 2015). Além disso, outra evidência relaciona hipoatividade do eixo HPA aos comportamentos do tipo depressivos em um modelo de pressão atípica em ratos, onde apenas há alterações na ansiedade, fadiga, redução atencional e aumento atividade psicomotora (Bowens et al, 2011)
Os níveis elevados de GCs parecem participar de quadros de depressão profunda associadas à melancolia. A depressão melancólica é, na verdade, um estado de hiperatividade e cronicidade patológica nos transtornos de humor. Suas manifestações psicológicas são ansiedade intensa; sentimentos de inutilidade; ruminação de pensamentos, memórias congruentes ao humor, desamparo aprendido; estados de ideação suicida e embotamento emocional (Gold & Chrousos, 1999). A depressão melancólica grave tem sido associada a níveis frequentemente elevados de cortisol (Carrol, 1982; Davidson et al, 1984). Suas manifestações fisiológicas incluem hiperatividade de resposta simpática, hipercortisolismo, supressão do hormônio de crescimento e dos eixos reprodutivos, alterações na ritmicidade circadiana. A melancolia é maior no início da manhã e parece correlacionar a alteração na resposta do cortisol ao despertar (revisado por Dedovic & Ngiam, 2015).
Embora evidencias apontem a relação dos transtornos de humor e anormalidades do eixo HPA, sabe-se que o eixo também pode influenciar a atividade neural através da modulação de vias de projeções envolvidas com outros neuromoduladores, como os sistemas de neurotransmissores. O sistema monoaminérgico é considerado o sistema mais importante na neurobiologia da depressão. É visto que a resposta ao estresse envolve uma ativação coordenada de sistemas fisiológicos, incluindo a ativação do eixo HPA e outros mecanismos envolvidos na transmissão e sinalização de neurotransmissores (Revisado por Lai et al, 2003).
A formação reticular através de vias noradrenérgicas tem um papel importante nos processos de atenção, sono/vigília, aprendizagem/memória,
emoção, alerta e ativação sinérgica na resposta ao estresse (Berridge et al, 2012). Estudos têm apoiado o envolvimento funcional do locus coeruleus, principal área envolvida na produção de NA, na regulação do eixo de estresse da HPA, a estimulação elétrica ou farmacológica dessa área aumenta os estados de alerta associado a ameaça (Para revisão Sved et al, 2002). Além do mais, projeções noradrenergicas que partem para áreas frontais promovem maior ativação dessas áreas e participam da regulação inibitória da resposta emocional. Falhas nessas projeções parecem aumentar os sintomas depressivos e comprometem estratégias de enfrentamento do estresse (Revisado por Moret & Briley, 2011). Além disso, as classes de antidepressivos de terceira geração utilizam os mecanismos de ação da noradrenalina e dopamina para reduzir comportamentos depressivos.
A neurotransmissão serotoninérgica compreende um conjunto de projeções, também pertencente a formação reticular, que se inicia no tronco cerebral e se difundi para áreas do sistema límbico e sistemas corticais (Hensler, 2006; Strac et al, 2016). Dada à dimensão de alcance dessas projeções no SNC é visto que as mesmas participam do surgimento e manutenção da resposta emocional e diferentes comportamentos (ansiedade, impulsividade, agressividade, motivação, comportamento sexual, alimentação). Alterações na expressão da serotonina estão associadas com transtornos neuropsiquiátricos (transtornos de humor, desordens da personalidade, alimentares, ansiedade e esquizofrenia). Nos transtornos de humor, a serotonina tem papel importante na etiologia devido à: (1) desregulação da resposta de humor mediada pela serotonina; (2) grande parte das intervenções farmacológicas nos transtornos de humor e ansiedade utilizam mecanismos de ação da serotonina como no caso dos inibidores seletivos da receptação da serotonina (ISRS).
Prévios estudos mostraram uma relação entre estresse e depressão via transmissão glutamatérgica, onde falhas na recaptação do glutamato e redução da expressão glial promovem aumento da resposta glutamatérgica com efeitos de excitotoxicidade, gerando potencial risco de dano e morte neuronal em células hipocampais (kaufer 2017; Pearson-Leary et al, 2016). Além disso, a exposição ao estresse crônico alterações na transmissão glutamatérgica como falhas na expressão dos receptores AMPA e subunidades do receptor NMDA, e isso diminui aspectos de neuroplasticidade sináptica. De fato, os receptores de AMPA e NMDA estão co-localizados em diferentes neurônios do hipocampo. A ativação de AMPA
possibilita a entrada de cálcio na célula através do receptor AMPA, que por sua vez vai promover a síntese de fatores neurotróficos, como o BDNF. A ligação de BDNF ao receptor TrKB possibilita a expressão de AMPA que vai ser responsável pela regulação da plasticidade neuronal com efeitos nos processos sinápticos da potenciação de longa duração. Além disso, a expressão de BDNF vai regular a formação de dendritos e aumento da densidade de espinhas sinápticas, possibilitando ganhos em termos de processamento sináptico. Já os receptores mGlu participam na regulação da expressão de receptores AMPA e NMDA e na regulação da liberação de outros neurotransmissores (Para revisão Popoli et al, 2011).
Vários estudos apoiam a “hipótese neurotrófica da depressão” que postula que os níveis cerebrais reduzidos de BDNF podem contribuir com a atrofia e perda neuronal, como observado no hipocampo de modelos animais e em indivíduos deprimidos (Revisado por Duman & Nanxili, 2012). No entanto, o mecanismo subjacente dos efeitos genômicas do estresse sobre atividade neurotrófica não foi totalmente compreendido.
2.2. Hormônios sexuais e alterações cognitivas e emocionais
Muitas pesquisas têm investigado as diferenças sexuais na resposta ao estresse (para revisão, Kudielka & Kirschbaum, 2005) e a influência dos hormônios sexuais. Por exemplo, ratas sob influência de estrógenos demonstram melhora no desempenho prejudicado devido à exposição a agentes estressores ou até mesmo mostram respostas comportamentais diferentes quando comparadas com fêmeas com baixos níveis de estrógenos (Conrad et al, 2004). Em geral, nos roedores o ciclo estral tem duração de 4 a 5 dias e neste período há uma flutuação dos níveis sanguíneos dos hormônios gonadais que prepara o organismo para a reprodução. Entretanto, é sugerido que a ação destes hormônios vai além da atividade sexual e podem modular respostas comportamentais em fêmeas, como por exemplo, a adoção de diferentes estratégias para a realização de tarefas que envolvem processos de memória e aprendizagem (Conrad et al, 2004; Blokland et al, 2006). De fato, o estradiol parece ter um efeito principalmente nas tarefas dependentes do hipocampo. Por exemplo, melhorias induzidas pelo estradiol parecem ser mais robustas em tarefas espaciais, especialmente aquelas que requerem o uso de pistas (Frye et al, 2005). Outras formas de memória também podem ser melhoradas após o tratamento com estradiol. Por exemplo, durante a tarefa de memória de trabalho em labirinto T, o animal precisa lembrar o braço numa tarefa de alternância, uma de memória de trabalho (Daniel & Dohanich, 2011), como também lembra da informação 24h depois no modelo de memória com recompensa apetitosa (Hussain et al, 2013). Experimentos utilizando o labirinto aquático de Morris, o labirinto em T e labirinto radial demonstraram melhorias no desempenho de ratos tratados com estradiol (Frye et al., 2005; Daniel et al, 1997; Luine e Rodriguez, 1994; Mclure, et al, 2013).
As regiões encefálicas apresentam uma grande distribuição de receptores para hormônios esteroides. É sugerido que esses hormônios podem modificar circuitos neurais, o que resulta em alterações na neuroplasticidade, influenciando alterações morfológicas e sinaptogênese em regiões como hipocampo e córtex pré-frontal em modelos animais e humanos (Para revisão, Srivastava et al, 2013; Catenaccio et al, 2016). Ademais, também tem sido descrito que há diferenças sexuais na ligação dos hormônios esteroides e seus receptores, mesmo porque
fêmeas tem maior concentração basal de corticosterona do que machos (Conrad et al, 2004), bem como diferentes níveis de excitação de neurônios hipocampais e da amígdala (Figueiredo et al, 2002).
Os efeitos prejudiciais da exposição a diversos tipos de estressores podem ser modificados pela ação neuroprotetora dos estrogênos, resultando na melhora no desempenho comportamental de fêmeas. Esta hipótese tem sido fortalecida devido a estudos que demonstram que fêmeas tratadas com estrógenos apresentam aumento da expressão de proteínas relacionadas à sinaptogênese e maturação das espinhas dendríticas (Srivastava et al), além do fortalecimento de LTP em processos mnemônicos (Kramar et al, 2009). Ainda, há estudos mostrando que os estrógenos são capazes de promover ações benéficas e protetoras contra diversos tipos doenças neurodegenerativas, inclusive melhorando danos em diversas estruturas cerebrais e prejuízos nos processos cognitivos (Revisado, Luine, 2014).
Nesse contexto, Beck e Luine (2002) observaram o efeito de neuroproteção do estradiol em relação ao estresse por contenção em diferentes tipos de tarefas de memória espacial em ratas. Outro estudo mostrou que ratas ovariectomizadas e estressadas por contenção, ao receberem tratamento crônico de estradiol, apresentaram um melhor desempenho no labirinto radial e aumento de noradrenalina em células hipocampais, promovendo assim uma maior excitabilidade nos neurônios da região CA3, sugerindo que o estradiol modula o efeito do estresse nos processos de memória e ansiedade através de efeitos ativacionais e organizacionais (Bowman et al, 2003).
Além do mais, as ações genômicas destes hormônios parecem contribuir para o aumento na expressão de diversos fatores neurotróficos, especialmente o BDNF. Estudos indicam que o aumento de BDNF promovido pelo estradiol exerce função neuroprotetora em relação à ação dos glicocorticoides, estresse oxidativo e de doenças neurodegenerativas, além de promover efeito neuroprotetor contra déficits cognitivos induzidos por estresse (Brann et al, 2007; Herrera & Mather, 2015).
Alguns relatos apontam que a ação neuroprotetora de fatores neurotroficos, como o BDNF, é maior durante as fases proestro e estro do ciclo estral de ratas (Scharfman et al, 2003, 2007). Ainda, como já mencionado, diversos estudos
apontam que prejuízos cognitivos induzidos pelo estresse estejam relacionados com a diminuição de fatores neurotróficos, neurogênese e morte celular, mas que durante as fases proestro e estro esses prejuízos cognitivos seriam ausentes ( Para revisão, Frick et al, 2015; Horst et al, 2012).
A ação dos estrógenos pode promover alterações emocionais e sintomas do tipo depressivo (Douma et al, 2005). Já foi reportado que a administração aguda de tamoxifeno, um antagonista seletivo de receptor de estrógeno bastante conhecido, pode promover o surgimento de sintomas depressivos em mulheres, mas a administração de um antidepressivo pode amenizar esses sintomas (Bourque et al, 2009). Ainda, a redução dos níveis de estradiol em fases distintas do ciclo reprodutivo da mulher é acompanhada com alterações no humor e sintomas depressivos, como visto nos períodos de menopausa, peri-menopausa, pós-parto e logo após o período de ovulação (Douma et al, 2005).
Alguns transtornos emocionais em mulheres estão diretamente associados com alterações nos níveis de estradiol. Na síndrome pré-menstrual (SPM), mudanças no ciclo menstrual são relatadas por alterações emocionais e cognitivas reportadas por mulheres em idade reprodutiva. A SPM compreende uma variedade de sintomas físicos, emocionais e psicológicos que inicia após a ovulação e termina no começo da fase menstrual. Embora a causa da SPM ainda permaneça desconhecida, algumas evidências têm impulsionado a redução abrupta dos níveis de estradiol e ausência de progesterona, que pode ocorrer num intervalo entre o final da fase folicular e início na fase lútea (Potter et al, 2009; Nillni et al, 2011; Tolga & Young, 2015).
Em modelos animais para investigar depressão, alguns estudos mostram que a administração aguda de estradiol é capaz de reduzir comportamento do tipo ansioso e depressivo em camundongos idosos e que durante as fases de baixa circulação de estradiol (fases metadiestro e diestro) do ciclo estral induz manifestações de comportamentos do tipo depressivos (Horst et al, 2012; Walf & Frye, 2010). Recentemente, em nosso laboratório investigamos o papel do ciclo estral de fêmeas estressadas sobre uma tarefa de memória hipocampo-dependente, a esquiva discriminativa em labirinto em cruz elevado. Neste estudo, nós demonstramos que a indução crônica de estresse por contenção e isolamento social promove prejuízos no processo de consolidação/evocação de uma nova memória. Contudo, tal déficit não ocorre quando as fêmeas aprendem a tarefa
durante as fases proestro e estro, ou seja, na presença de altas concentrações de hormônios sexuais (Dados não publicados).
3. HIPOTÉSES
Diante do exposto, esse trabalho baseia-se na investigação da influência dos hormônios sexuais femininos sobre os aspectos emocionais, mnemônicos e comportamentais de ratas socialmente isoladas, considerando as seguintes hipóteses:
O modelo crônico de isolamento social pode induzir comportamentos do tipo depressivo e déficits de aprendizagem/memória em ratas.
As oscilações hormonais ao longo do ciclo estral de ratas diminuem ou agravam os efeitos deletérios eliciados pelo isolamento social.
4. OBJETIVO GERAL
O objetivo deste estudo foi investigar a influência dos hormônios sexuais durante o ciclo estral de ratas socialmente isoladas.
4.1. Objetivos específicos
a) Avaliar a resposta comportamental de ratas estressadas por isolamento social nas diferentes fases do ciclo estral.
b) Avaliar os efeitos do ciclo estral de ratas sobre a resposta emocional, cognitiva e comportamental.
c) Avaliar o efeito da manipulação das concentrações de estradiol e progesterona em tarefas de comportamentos do tipo depressivo.
d) Avaliar o efeito da manipulação das concentrações de estradiol e progesterona nas tarefas de aprendizage, memória e ansiedade.
