Expunerea cronică a etanolului în timpul adolescenței la șobolani induce deficiențe motorii și cortex cerebral

Laboratorul de afiliere de biologie funcțională și structurală, Institutul de Științe Biologice, Universitatea Federală din Pará, Belém-Pará, Brazilia

Laborator de afiliere Farmacologie a inflamației și comportamentului, Institutul de Științe ale Sănătății, Universitatea Federală din Pará, Belém-Pará, Brazilia

Afilieri Laborator de farmacologie a inflamației și comportamentului, Institutul de Științe ale Sănătății, Universitatea Federală din Pará, Belém-Pará, Brazilia, Laboratorul de Farmacologie Moleculară, Institutul de Științe Biologice, Universitatea Federală din Pará, Belém-Pará, Brazilia

Departamentul de afiliere farmacologie, Centrul de Științe Biologice, Universitatea Federală Santa Catarina, Florianópolis, Santa Catarina, Brazilia

Laboratorul de afiliere de farmacologie moleculară, Institutul de Științe Biologice, Universitatea Federală din Pará, Belém-Pará, Brazilia

Laborator de afiliere Farmacologie a inflamației și comportamentului, Institutul de Științe ale Sănătății, Universitatea Federală din Pará, Belém-Pará, Brazilia

Laboratorul de afiliere de biologie funcțională și structurală, Institutul de Științe Biologice, Universitatea Federală din Pará, Belém-Pará, Brazilia

Francisco Bruno Teixeira,
Luana Nazaré da Silva Santana,
Fernando Romualdo Bezerra,
Sabrina De Carvalho,
Enéas Andrade Fontes-Júnior,
Rui Daniel Prediger,
Maria Elena Crespo-López,
Cristiane Socorro Ferraz Maia,
Rafael Rodrigues Lima

Cifre

Abstract

Citare: Teixeira FB, Santana LNdS, Bezerra FR, De Carvalho S, Fontes-Júnior EA, Prediger RD, și colab. (2014) Expunerea cronică la etanol în timpul adolescenței la șobolani induce deficiențe motorii și leziuni ale cortexului cerebral asociate cu stresul oxidativ. PLoS ONE 9 (6): e101074. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0101074

Editor: Viviana Trezza, Universitatea Roma Tre, Italia

Primit: 5 februarie 2014; Admis: 3 iunie 2014; Publicat: 26 iunie 2014

Finanțarea: Francisco Bruno Teixeira a fost susținut de o bursă guvernamentală braziliană/Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). Fernando Romualdo Bezerra a fost sprijinit de un guvern brazilian/Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). R.D.P. este susținut de o bursă de cercetare de la CNPq. Autorii ar dori să mulțumească PROPESP - UFPA pentru acordarea de sprijin financiar (PAPQ). Finanțatorii nu au avut niciun rol în proiectarea studiului, colectarea și analiza datelor, decizia de publicare sau pregătirea manuscrisului.

Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Introducere

Potrivit Organizației Mondiale a Sănătății (OMS), consumul abuziv de etanol (EtOH) este responsabil pentru peste 2,5 milioane de decese premature pe an și aproape 4% din toate decesele din întreaga lume sunt atribuite alcoolului. Proiecțiile recente au indicat că consumul de EtOH va continua să crească în deceniile următoare și că adulții tineri se află la cea mai mare creștere a ratei de creștere a consumului [1]. În acest context, ultimul sondaj național privind consumul de alcool și droguri din Brazilia [2] a indicat faptul că consumul de alcool crește, în special în rândul adolescenților, devenind o problemă gravă de sănătate.

Unele regiuni cerebrale, cum ar fi cortexul cerebral, hipocampul și cerebelul, sunt extrem de vulnerabile la expunerea cronică la EtOH și s-a constatat o reducere semnificativă a greutății și volumului creierului în rândul alcoolicilor [3] - [5]. Cu toate acestea, trebuie subliniat faptul că severitatea leziunilor cerebrale depinde de multe variabile, inclusiv profilul de consum de EtOH (cantitate, frecvență și durată), împreună cu variabilele subiectului (vârstă, sex etc.) [6] - [11].

Este bine documentat că expunerea la EtOH în timpul adolescenței produce modificări neurocomportamentale care diferă de cele observate la adulți și că modificările structurale induse de EtOH în regiuni cerebrale specifice, inclusiv cortexul cerebral și hipocampul, pot sta la baza acestor afectări cognitive și afective [12] - [14]. EtOH este mai dăunător creierului în timpul adolescenței, probabil, deoarece în această perioadă mai multe structuri ale SNC sunt în curs de maturare, cu modificări de la componentele moleculare la greutatea creierului [15]. Deși mecanismele moleculare exacte asociate cu leziuni cerebrale induse de EtOH rămân a fi elucidate, studiile anterioare au demonstrat rolul proceselor de stres neuroinflamator și oxidativ [12], [14], [16], [17].

Mai multe studii au raportat că intoxicația cronică determină o activare microgliană crescută și hipertrofie astrocitară, împreună cu eliberarea de citokine proinflamatorii [18] - [22] și că aceste evenimente pot fi asociate cu etanol indus de neurodegenerare [23].

În ceea ce privește stresul oxidativ, una dintre principalele specii reactive de azot este oxidul azotic (NO), produs de enzima oxidului azotic sintază, care este indusă în situații patologice, cum ar fi intoxicația cronică cu EtOH [24].

Prin urmare, în prezentul studiu am investigat dacă expunerea cronică severă la EtOH în timpul adolescenței poate induce tulburări motorii și leziuni histologice în cortexul cerebral al șobolanilor. De asemenea, am abordat implicarea presupusă a mecanismelor de stres neuroinflamator și oxidativ în astfel de efecte ale expunerii cronice la EtOH în adolescență.

Materiale și metode

Animale și grupuri experimentale

Un total de 20 de șobolani Wistar bărbați adolescenți (în vârstă de 35 de zile), obținuți de la Universitatea Federală din Pará (UFPA) au fost păstrați în cuști colective (5 animale pe cușcă). Animalele au fost întreținute într-o cameră controlată de climă, cu un ciclu de lumină/întuneric de 12 ore (luminile aprinse între orele 7:00 AM) și hrană și apă ad libitum. Toate procedurile au fost aprobate de Comitetul de etică pentru animalele experimentale ale Universității Federale din Pará (numărul de licență BIO- 007-09) și au urmat liniile directoare sugerate de Ghidul NIH pentru îngrijirea și utilizarea animalelor de laborator. Animalele au primit apă distilată pe cale orală (gavaj) sau EtOH (6,5 g/kg/zi, 22,5% g/v) (n = 10 animale) o dată pe zi, timp de 55 de zile (adică până la a 90-a zi de viață), ca descris anterior [14]. Protocolul actual de administrare a EtOH s-a bazat pe studii anterioare din grupul nostru [14] care arată că intoxicația cu EtOH (6,5 g/kg/zi) în timpul SNC în curs de dezvoltare poate induce tulburări neurocomportamentale de lungă durată și modificări histochimice ale creierului la șobolani.