O exercício materno ativa as vias de sinalização mediadas por AKT/GSK-3β e SIRT1/3 no cerebelo dos filhotes de ratos Wistar

Abstract

O ambiente intrauterino oferecido pelo estilo de vida materno influencia no desenvolvimento fetal pela programação do metabolismo. Um exemplo é a realização de exercício físico durante a gestação, a qual afeta positivamente o metabolismo cerebral da prole, podendo conferir resistência a condições adversas na vida pós-natal. No entanto os mecanismo adaptativos adjacentes promovidos pelo exercício materno ainda precisam ser determinados. Nós investigamos algumas vias de sinalização modificadas pelo exercício materno no encéfalo da prole no vigésimo dia embrionário e sétimo dia pós-natal. Ratas fêmeas nadaram uma semana antes do acasalamento e durante todo o período gestacional (5 dias por semana, durante 30 min/dia). Os cerebelos dos filhotes no vigésimo dia embrionário e sétimo dia pós-natal foram analizados. Análises por Western Blot revelaram que a razão entre pGSK-3β/GSK-3β e pAkt/Akt não foram modificadas pelo exercício materno no vigésimo dia embrionário. No dia sétimo dia pós-natal, tanto a razão pGSK-3β/GSK-3β como pAkt/Akt tiveram redução significativa no cerebelo, sugerindo aumento da atividade da GSK-3β como resultado da diminuição na fosforilação mediada por Akt. O imunoconteúdo de proteínas sensíveis ao metabolismo SIRT1 e SIRT3 foram aumentados no cerebelo devido ao exercício materno sem afetar os níveis de Mfn1, Drp1 e TFAM. Nossos resultados sugerem que as vias Akt/GSK-3β e SIRT1/3 no cerebelo dos filhotes são programadas pelo exercício materno indicando adaptações do metabolismo em resposta ao ambiente materno.

The intrauterine milieu offered by maternal lifestyle influences the fetal development by programming the metabolism. In this context, physical exercise during pregnancy affects positively offspring’s brain metabolism conferring resistance to adverse conditions in the postnatal life. However, the adaptive underlying mechanisms to maternal exercise are still unknown. In order to clarify this aspect, we set out to investigate some signaling pathways mediated by maternal exercise on offspring’s cerebellum on embryonic day 20 and postnatal day 7. Female rats swam one week prior the mating and throughout pregnancy (5 days/week during 30 min/day). The cerebellum of pups on embryonic day 20 and on postnatal day 7 was analyzed. Western blot analyses revealed that pGSK-3β/GSK-3β and pAkt/Akt ratios were unchanged by maternal exercise in the cerebellum of pups on embryonic day 20. On postnatal day 7 both pGSK-3β/GSK-3β and pAkt/Akt ratios reduced significantly in the cerebellum, suggesting increased activity of GSK-3β as result of decreased phosphorylation by Akt. The cerebellar immunocontent of energy metabolism-sensing proteins SIRT1 and SIRT3 was increased by maternal exercise without affecting Mfn1 Drp1, and TFAM levels. Taken together, our findings show the Akt/GSK-3β and SIRT1/3 pathways are programmed by maternal exercise in the offspring’s cerebellum indicating adaption of metabolism in response to maternal environment.