Effects of maternal enflurane exposure on NR2B expression in the hippocampus of their offspring

ABSTRACT

This work aims to study the pathogenesis of learning and memory impairment in offspring rats resulting from maternal enflurane anesthesia by focusing on the expression of the N-methyl-d-aspartic acid receptor subunit 2B (NR2B) in the hippocampus of the offspring. Thirty female Sprague-Dawley rats were randomly divided into three groups control (C group), 4 h enflurane exposure (E1 group), and 8 h enflurane exposure (E2 group) groups. Eight to ten days after the initiation of pregnancy, rats from the E1 and E2 groups were allowed to inhale 1.7% enflurane in 2 L/min oxygen for 4 h and 8 h, respectively. Rats from the C group were allowed to inhale 2 L/min of oxygen only. The Morris water maze was used to assay the learning and memory function of the offspring on postnatal days 20 and 30. RT-PCR and immunohistochemistry assays were then used to measure the mRNA levels and protein expression of NR2B, respectively. Relative to offspring rats from the C group, those from the E1 and E2 groups exhibited longer escape latencies, lesser number of crossings over the platform, and less time spent in the target quadrant in the spatial exploration test (P < 0.05). In addition, the mRNA and protein expression levels of NR2B in the hippocampus of offspring rats in the E1 and E2 groups were down-regulated (P < 0.05). No significant differences between the E1 and E2 groups were observed (P > 0.05) in terms of mRNA levels and protein expression of NR2B. The cognitive function of the offspring is impaired when maternal rats are exposed to enflurane during early pregnancy. A possible mechanism of this effect is related to the down-regulation of NR2B expression.

RESUMO

Este trabalho objetiva o estudo da patogênese de deficiência no aprendizado e memória de prole de ratos resultante da anestesia maternal por enflurano, por meio da expressão da subunidade 2B do receptor do ácidoN-metil-D-aspártico (NR2B) no hipocampo dos filhotes. Dividiram-se, aleatoriamente, 30 fêmeas de ratos Sprague-Dawley em três grupos controle (grupo C), exposição ao enflurano por 4 h (grupo E1) e por 8 h (grupo E2). De oito a 10 dias após o início da gravidez, os ratos dos grupos E1 e E2 inalaram enflurano 1,7% em 2 L/min de oxigênio, por 4 h e 8 h, respectivamente. Ratos do grupo C inalaram apenas 2 L/min de oxigênio. O labirinto de água de Morris foi empregado para analisar as funções de aprendizado e memória da cria em 20 e 30 dias após o nascimento. Utilizaram-se ensaios de RT-PCR e de imuno-histoquímica para medir os níveis de mRNA e expressão da proteína do NR2B, respectivamente. Em comparação com os ratos controle do grupo C, aqueles dos grupos E1 e E2 exibiram latências de escape mais longas, menor número de travessias na plataforma e menos tempo gasto no quadrante alvo no teste de exploração espacial (P < 0,05). Adicionalmente, os níveis de expressão de mRNA e de proteína do NR2B no hipocampo dos filhotes nos grupos E1 e E2 estavam reduzidos (P < 0,05). Não se observaram diferenças significativas entre os grupos E1 e E2 (P < 0,05) quanto aos níveis de mRNA e à expressão de proteína de NR2B. A função cognitiva dos filhotes é prejudicada quando as mães são expostas ao enflurano durante o início da gravidez. O mecanismo possível para esse efeito está relacionado à diminuição na expressão de NR2B.