Efeito da administração de cafeína aguda e crônica sobre a memória de reconhecimento e o imunoconteúdo hipocampal de BDNF e TrkB em camundongos adultos e idosos

Abstract

A cafeína é o psicoestimulante mais consumido no mundo, cujo alvo molecular é o bloqueio não-seletivo dos receptores de adenosina A1 e A2A. A administração de cafeína parece melhorar o desempenho cognitivo em humanos e animais, embora esse efeito tenha sido mais bem caracterizado em animais do que em humanos e, sugere-se que parte desses efeitos seja pelo bloqueio preferencial dos receptores A2A e não dos receptores A1. Recentemente, com o auxílio de técnicas de eletrofisiologia relatou-se a participação dos receptores de adenosina na transmissão sináptica pelo fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF). O BDNF faz parte da família das neurotrofinas e sua sinalização em seus receptores do tipo tirosina cinase B (TrkB) é fundamental para os processos de aprendizado e memória. Neste estudo procurou-se primeiramente verificar se a administração aguda de cafeína ou ao longo da vida adulta até o envelhecimento poderia melhorar o desempenho de camundongos expostos à tarefa de reconhecimento de objetos. A grande maioria dos estudos feitos com animais para avaliar os efeitos da cafeína até o presente momento utilizou tarefas com componentes aversivos ou estímulos de reforço. A tarefa de reconhecimento de objetos consiste em analisar a habilidade natural dos animais em reconhecer uma novidade em um ambiente que foi previamente apresentado. A tarefa de reconhecimento de objetos consiste em analisar a habilidade natural dos animais em reconhecer uma novidade em um ambiente que foi previamente apresentado. Além disso, a análise do imunoconteúdo do BDNF e do seu receptor TrkB foi realizada com o intuito de relacionar os efeitos comportamentais com possíveis alterações nessas proteínas que estão envolvidas em processos de aprendizado e memória. Na tarefa de reconhecimento de objetos, camundongos adultos (3-4 meses de idade) tratados agudamente com cafeína apresentaram melhores índices de reconhecimento e maiores níveis de BDNF e TrkB do que seus respectivos controles. Em camundongos, que foram tratados com cafeína durante doze meses (dos seis aos dezoito meses de idade), foi verificado um efeito preventivo ao declínio cognitivo decorrente da idade, pois os animais aos 18 meses de idade tratados com cafeína durante a vida adulta apresentaram melhor desempenho na tarefa de reconhecimento de objetos e ainda semelhante ao grupo de camundongos adultos. Este dado mostra que a cafeína melhora a memória de reconhecimento, sendo este efeito relacionado a um aumento no imunoconteúdo hipocampal de BDNF e TrkB. A cafeína preveniu o aumento do imunoconteúdo de BDNF e TrkB relacionados com a idade. Estes resultados indicam que o consumo de cafeína na idade adulta pode prevenir o declínio da memória de reconhecimento que ocorre com o envelhecimento e este efeito preventivo pode envolver uma diminuição no imunoconteúdo hipocampal de BDNF e TrkB.

Caffeine is one of the most psychostimulants consumed in the world, and its molecular target is the non-selective A1 and A2A adenosine receptors blockade. Caffeine administration seems to improve the cognitive performance in humans and animals, although this effect had been better characterized in animals than in humans, and it was suggested that some of these effects were preferential A2A and not A1 blockade. Recently, electrophysiology studies reported the participation of adenosine receptors in the synaptic transmission by brain-derived neurotrophic factor (BDNF). BDNF is one of neurotrophins family members and its signaling in their tyrosine kinase B (TrkB) receptor type is essential to the learning and memory processes. At the moment, animal studies evaluated the effects of caffeine in tasks with aversive or reinforcement components. This study verified if acute administration of caffeine or throughout adult life to the aging could improve performance in the object recognition task. The object recognition task examines the natural ability of the animals to recognize a novelty in an environment that was previously presented. Furthermore, the analysis of BDNF and its receptor TrkB immunocontent was held with the aim of linking the behavioral effects with possible changes in these proteins that are involved in learning and memory processes. In the object recognition task, adult mice (3-4 months-old) treated acutely with caffeine had better rates of recognition and increased BDNF and TrkB immunocontent than their respective controls. Chronic caffeine treatment (from six to eighteen months-old) was found a preventive effect to age-related cognitive decline. 18 months-old mice treated with caffeine during adulthood showed better performance in object recognition task and yet similar to the adult group. This finding shows that caffeine improves recognition memory, and this effect was related to an increase in the hippocampal BDNF and TrkB immunocontent. Caffeine prevented age-related increase in BDNF and TrkB immunocontent. These results indicate that consumption of caffeine in adulthood may prevent the decline of recognition memory that occurs with aging and this preventive effect may involve a decrease in hippocampal BDNF and TrkB immunocontent.