A restrição calórica intrauterina altera o status antioxidante em encéfalo de ratos

Abstract

A restrição calórica é considerada um fator de intervenção ideal na promoção da saúde. Diversos autores demonstraram sua capacidade de aumentar a expectativa de vida e proteger diversos organismos de uma série de doenças, inclusive as que estão relacionadas com o aumento do estresse oxidativo. Intervenções no período gestacional induzem uma reprogramação metabólica nos descendentes, podendo alterar o risco de desenvolver doenças crônicas na vida adulta. Nosso objetivo nesse trabalho foi avaliar os efeitos da restrição calórica materna de 40% durante o período gestacional sobre a produção de espécies reativas, modulação das defesas antioxidantes enzimáticas e não enzimáticas e parâmetros de dano oxidativo no cerebelo e córtex cerebral total de ratas mães e seus filhotes. Uma diminuição na concentração de espécies reativas no cerebelo de mães e filhotes foi encontrada, bem como, uma diminuição nos níveis de superóxido mitocondrial no cerebelo dos filhotes. Por outro lado, o córtex cerebral dos filhotes apresentou uma redução nos níveis de superóxido mitocondrial e um aumento na concentração de óxido nítrico. Foi encontrada uma diminuição da capacidade antioxidante enzimática e não enzimática dos filhotes, onde a superóxido-dismutase apresentou atividade aumentada; enquanto a catalase, a glutationa-peroxidase e a glutarredoxina foram negativamente afetadas. As ratas prenhes também apresentaram diminuição da capacidade antioxidante enzimática, entretanto, de maneira mais sutil. As defesas antioxidantes não enzimáticas não sofreram alterações no córtex das mães, enquanto que no cerebelo, demonstraram um padrão adaptativo. Apesar disso, parâmetros de dano oxidativo não sofreram alterações. Nossos resultados são um ponto de partida para esclarecer o impacto da má nutrição na vida intrauterina sobre parâmetros de estresse oxidativo. Acreditamos que a restrição calórica durante a gestação aumenta a vulnerabilidade de ratas prenhes e seus filhotes a futuros danos oxidativos. Entretanto, mais estudos são necessários para explicar por quais mecanismos a restrição calórica afeta as defesas antioxidantes.

Caloric restriction has been considered the cornerstone of health, considering its capacity of increasing life span and protecting distinct organisms against a series of diseases, among which, those related to oxidative stress. Interferences in the maternal environment are known to reprogram the offspring metabolism response, impacting in the risk of chronic diseases development in adulthood. Our aim was to assess the effect of 40% caloric restriction on reactive species levels, enzymatic and non-enzymatic antioxidant defenses, besides the oxidative damage parameters in the cerebellum and the total cerebral cortex of pregnant rats and their offspring. Both dams and pups showed an intense oxidative modulation caused by caloric restriction in the cerebellum and cerebral cortex. Dichlorofluorescein oxidation was reduced in the cerebellum of calorie restricted dams and their offspring, while the cerebral cortex was not affected. Decreased mitochondrial superoxide levels were found in the cerebellum and cerebral cortex of pups, while nitric oxide was increased in cortex. Considering that reactive oxygen species were probably altered in brain of diet restricted rats, we measured the activities of the most important antioxidant enzymes responsible by its elimination. In a comprehensive way, superoxide dismutase activity was increased in the cerebellum of dams and in both structures of pups, while it was decreased on dams’ cerebral cortex. Both brain structures were strongly affected concerning to catalase, glutathione peroxidase, and glutaredoxin activities, which were decreased in pups and their mothers. Furthermore, non-enzymatic defenses were significantly decreased in pups, despite the fact that dams showed an adaptive pattern in the cerebellum and no alteration in the cerebral cortex. Even though the results suggest increased oxidative status, lipids and proteins were not oxidatively affected. Our data clarify, at least in oxidative aspects, the effects of poor nutrition on brain metabolism in critical periods of life: fetal development and pregnancy. In view of our results, we believe that caloric restriction during pregnancy increases the susceptibility of dams and their offspring to a future oxidative aggression.