Efeitos do exercício acrobático sobre parâmetros cognitivos e plasticidade hipocampal e estriatal em ratos submetidos à hipóxia-isquemia neonatal

Abstract

A hipóxia-isquemia encefálica (HIE) neonatal pode levar a graves disfunções cognitivas e motoras. Programas de reabilitação física são amplamente utilizados com o intuito de favorecer o desenvolvimento motor e reduzir problemas musculoesqueléticos decorrentes da HIE. Neste contexto, a aprendizagem motora, que pode ser realizada através de exercícios acrobáticos, surge como opção terapêutica coadjuvante frente aos déficits causados pela HIE. Em experimentos com animais, o exercício acrobático já é estudado como forma de tratamento frente aos déficits motores e musculoesqueléticos causados pela HIE, no entanto, os déficits cognitivos ainda não foram avaliados após a aplicação desta modalidade terapêutica. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos do protocolo de exercício físico acrobático sobre a memória e a atrofia no hipocampo e estriado de ratos Wistar machos submetidos à HIE no período neonatal. Aos sete dias de vida dos animais, foi realizado o modelo de HIE de Rice-Vannucci e após o desmame, os mesmos foram separados nos seguintes grupos: controle não exercitado (CTSED); controle submetido ao treinamento acrobático (CTACR); animais submetidos ao modelo de hipóxia-isquemia não exercitados (HISED) e animais submetidos ao modelo de hipóxia-isquemia e ao treinamento acrobático (HIACR). Após 4 semanas de exposição ao protocolo de treinamento acrobático, os animais foram submetidos aos testes de reconhecimento de objetos e labirinto aquático de Morris; após, os encéfalos foram coletados para análise da atrofia do hipocampo e do estriado, além da quantificação dos níveis de BDNF nas mesmas estruturas. Os resultados obtidos mostraram déficit na memória espacial causada pela HIE, nas avaliações realizadas no labirinto aquático de Morris e também no teste de reconhecimento de objetos (RO), no entanto, no teste do RO os animais HIACR tiveram um melhor desempenho quando comparados com HISED. A análise histológica do hipocampo e do estriado mostrou atrofia no hemisfério ipsilateral à lesão, que não foi revertida pelo exercício acrobático. Em relação à quantificação do BDNF, não houve diferença em ambas as estruturas e hemisférios cerebrais. Desta forma, este estudo sugere que o exercício acrobático pode ser uma estratégia coadjuvante promissora para o tratamento de déficits cognitivos relacionados à HIE, no entanto mais estudos são necessários para melhor compreender os possíveis mecanismos relacionados a este efeito benéfico.

Neonatal hypoxia-ischemia (HI) can lead to severe cognitive and motor dysfunction in survivors. Physical rehabilitation programs are widely used in order to promote motor development and reduce musculoskeletal problems. In this context, motor learning, which can be performed through acrobatic exercises, appears as a therapeutic option to manage with the deficits caused by HI. In the experimental context, acrobatic exercise has been already studied as a form of treatment for motor and musculoskeletal deficits caused by HI, however, cognitive deficits have not yet been evaluated after the application of this therapeutic modality. Thus, the objective of this study was to evaluate the effects of acrobatic physical exercise protocol on memory, and hippocampal and striatal size of male Wistar rats submitted to hypoxic-ischemic insult in the neonatal period. At seven days of age, the pups were submitted to the Rice-Vannucci hypoxia-ischemia model and after weaning, they were separated into the following groups: non-exercised control (CTSED); control submitted to acrobatic training (CTACR); non-exercised submitted to HI insult (HISED) and animals submitted to HI and acrobatic training (HIACR). After five weeks of acrobatic training protocol, the animals were submitted to the novel-object recognition task (NOR) and the Morris water maze (WM), and after, the brains were collected for analysis of the atrophy in hippocampus and striatum, as well as the quantification of BDNF levels in these structures. The results showed deficits in the spatial memory caused by HI, in the WM and NOR evaluations, however, in the NOR evaluation the HIACR had a better performance when compared to HISED. The results of the histological analysis of the hippocampus and the striatum show atrophy in the hemisphere ipsilateral to the lesion, which was not reversed by acrobatic exercise. The quantification of BDNF showed no significant difference in both brain structures and hemispheres. Thus, this study suggests that acrobatic exercise may be a promising adjuvant strategy for the treatment of cognitive deficits related to HIE, however more studies are needed to understand the possible mechanisms related to this beneficial effect.