Mecanismos envolvidos na resposta cerebral ao exercício e no papel do hipotálamo na regulação do balanço energético

• Autor(a) principal: Dietrich, Marcelo de Oliveira
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/48991
• topic: Obesidade; Metabolismo; Exercício físico; Regulação do apetite; Neuroendocrinologia; Hipotálamo

O exercício físico regular é uma importante maneira de tratar e proteger contra o desenvolvimento de diversas doenças crônicas e seus efeitos no sistema nervoso central (SNC) podem revelar mecanismos importantes no processo saúde-doença. Aqui, mostramos que o exercício promove plasticidade sináptica em um processo que é dependente da adaptação funcional e morfológica das mitocôndrias neuronais. A ausência de UCP2, uma proteína desacopladora do fluxo de prótons, leva a anulação destes efeitos benéficos do exercício. Além dos efeitos do exercício no cérebro, também estudamos como o hipotálamo, uma região importante em diversas funções homeostáticas, regula o balanço energético e outros comportamentos em camundongos. Focamos principalmente na função de uma população de neurônios localizada no núcleo arqueado do hipotálamo, chamada de neurônios NPY/AgRP. Esses neurônios são orexigênicos, isto é, são responsáveis por promover aumento da ingesta de alimentos. Primeiramente, estudamos o papel da proteína Sirt1 nestes neurônios. Sirt1 é uma proteína com atividade deacetilase que está relacionada com adaptações metabólicas em períodos de balanço energético negativo, como restrição calórica e jejum. Portanto, tanto Sirt1 como os neurônios NPY/AgRP estão ativados em situações metabólicas semelhantes. Mostramos que o bloqueio da atividade de Sirt1 nesse grupo de neurônios, utilizando fármacos ou modelos de camundongos transgênicos, leva a uma diminuição da atividade neuronal e também a diminuição do apetite e do peso corporal. Esses efeitos foram dependentes da sinalização através dos receptores de melanocortinas e também da presença de UCP2. Essa função crucial de Sirt1 nos neurônios NPY/AgRP nos levou a estudar os animais deficientes em Sirt1 em modelos de restrição calórica. Animais nocaute para Sirt1 nos neurônios NPY/AgRP não tiveram nenhuma anormalidade metabólica em resposta a tal dieta. Entretanto, estes animais apresentaram resposta comportamental alterada em protocolos que testam atividade exploratória, principalmente em resposta à novidade. Subsequentemente, mostramos que esses neurônios são importantes para a plasticidade sináptica de neurônios dopaminérgicos na zona tegmental ventral. Corroborando o papel desta área na regulação de comportamentos motivacionais, nossos resultados mostram que os neurônios NPY/AgRP são críticos para o desenvolvimento desses neurônios dopaminérgicos e consequentemente para a regulação de uma série de comportamentos motivacionais, como resposta à cocaína e à novidade. Portanto, nossos resultados sugerem que o hipotálamo é importante para o desenvolvimento cerebral, com possível impacto em diversas funções cerebrais não classicamente relacionadas a este. Tais descobertas podem ser relevantes na pesquisa translacional.