Memory impairments and increased GFAP expression in hippocampal astrocytes following hypercaloric diet in rats / Prejuízos de memória e expressão aumentada de GFAP em astrócitos hipocampais após dieta hipercalórica em ratos

ABSTRACT

ABSTRACT Objective: Hypothalamic inflammation and glial fibrillary acidic protein (GFAP) overexpression in astrocytes are well described in obese animals, as are some cognitive and memory deficits. As the hippocampus plays important roles in the consolidation of information, this investigation aimed to observe the memory function and the astrocyte expression of GFAP in the hippocampus of rats that received either a hypercaloric or a normocaloric diet. Methods: Adult male Wistar rats received a high-fat (cafeteria) or a standard diet for 60 days. On the 61st day, the rats were submitted to the novel object recognition (NOR) test at three and 24 hours after the first contact with objects, to assess short-term and long-term memory, respectively. Thereafter, the rats were euthanized and their brains were collected for GFAP immunohistochemical investigation in the hippocampus (CA1, CA2, CA3 areas) and hypothalamus (periventricular and arcuate nuclei). Astrocytic reactivity was assessed by morphometry. Different white adipose tissue depots and brown adipose tissue were weighed to calculate the adiposity index. Results: The hypercaloric diet increased body weight gain, adiposity index, white adipose tissue weight (epididymal, subcutaneous and retroperitoneal) and brown adipose tissue weight. Rats fed with the hypercaloric diet showed short-term and long-term memory impairments in the NOR test, as well as increased GFAP expression in astrocytes from all analyzed hypothalamic and hippocampal areas. Conclusion: This astrogliosis suggests that the neuroinflammatory response also occurs in the hippocampus and may be involved in the memory losses observed in obese/overweight animals.

RESUMO

RESUMO Objetivo: A inflamação hipotalâmica e a superexpressão da proteína glial fibrilar ácida (GFAP) em astrócitos são bem descritas em animais obesos, assim como déficits cognitivos e de memória. Como o hipocampo desempenha importante papel na consolidação de informações, esta investigação teve como objetivo observar a função da memória e a expressão astrocitária da GFAP no hipocampo de ratos que receberam dieta hipercalórica ou normocalórica. Métodos: Ratos Wistar machos adultos receberam dieta rica em gordura (cafeteria) ou dieta padrão por 60 dias. No 61º dia, os ratos foram submetidos ao teste de reconhecimento de objetos (NOR) 3 e 24 horas após o primeiro contato com os objetos, para avaliação da memória de curto e de longo prazo, respectivamente. Após, os ratos foram eutanasiados e os encéfalos coletados para pesquisa imuno-histoquímica da expressão astrocitária de GFAP no hipocampo (áreas CA1, CA2 e CA3) e no hipotálamo (núcleos periventricular e arqueado). A reatividade astrocitária foi avaliada por morfometria. Diferentes depósitos de tecido adiposo branco e marrom foram pesados para calcular o índice de adiposidade. Resultados: A dieta hipercalórica aumentou o ganho de peso corporal, o índice de adiposidade, o peso do tecido adiposo branco (epididimal, subcutâneo e retroperitoneal) e marrom. Ratos alimentados com dieta hipercalórica apresentaram prejuízos na memória de curto e longo prazo no teste NOR e aumento da expressão de GFAP em astrócitos de todas as áreas hipotalâmicas e hipocampais analisadas. Conclusão: Esta astrogliose sugere que a resposta neuroinflamatória também ocorre no hipocampo, podendo estar envolvida nas perdas de memória observadas em animais obesos/com sobrepeso.