| Resumo: | Os estágios avançados da diabetes mellitus (DM) estão associados à disfunção locomotora e cognitiva. Os déficits motores observados estão relacionados à neuropatia diabética envolvendo nervos periféricos, o que aumenta o risco de morbidade em pacientes diabéticos. Além disso, as complicações do sistema nervoso central (SNC) durante a progressão do diabetes são relativamente mais sutis quando comparadas às alterações periféricas. Até o presente momento, poucos estudos investigaram os efeitos neurológicos nos estágios iniciais do diabetes, principalmente em modelos experimentais. Considerando isto, nosso estudo teve como principal objetivo avaliar a atividade locomotora, a memória espacial e de curto prazo e o metabolismo da glicose no encéfalo antes e após a indução do DM em ratos wistar adultos. O DM foi induzido por injeção intraperitoneal de 60mg/kg de estreptozotocina (STZ), o que leva à ruptura das células beta pancreáticas e consequente indução do DM experimental 48 horas após a injeção. A atividade locomotora foi avaliada através do teste de campo aberto (OF); a memória pelo novo teste de reconhecimento de objetos (NOR) e o metabolismo da glicose no encéfalo pela micro tomografia por emissão de pósitrons (PET) com o uso da fluorodeoxiglucose ([18F]FDG). O peso corporal, a ingestão de alimentos e água, a produção de urina e fezes e os níveis de glicose no sangue também foram avaliados ao longo do experimento. Os resultados da análise comportamental mostraram que há um comprometimento cognitivo leve no grupo DM em comparação aos animais controle, sugerindo alterações na memória espacial de curto prazo. Em relação à atividade locomotora, não foram observadas alterações significativas entre os grupos. A análise global do metabolismo da glicose no encéfalo medida pela captação de 18F-FDG indicou pequenas alterações em áreas importantes para memória de curto prazo e de trabalho, controle emocional e locomoção. Os animais com DM não alteraram a captação de 18F-FDG no cerebelo, apesar de os animais controles apresentarem aumento do metabolismo. Enquanto isso, os resultados mostraram um aumento da captação nos DM observada na amígdala quando comparada aos grupos controle. Captação de hipocampo não foi significativamente alterada quando analisada globalmente. No entanto, ao segmentá-lo no hipocampo dorsal e ventral, foi possível observar uma captação aumentada de 18F-FDG no hipocampo dorsal em ratos diabéticos. Esses resultados sugerem possíveis mecanismos compensatórios nos estágios iniciais do DM em relação à cognição e ao metabolismo da glicose cerebral induzido. A conclusão do nosso estudo é de que as regiões do encéfalo obtiveram diferentes padrões de distribuição do metabolismo de glicose quando analisadas globalmente e em secções. Com esses resultados fomos avaliar a diferença dos padrões de distribuição do metabolismo de glicose, de acordo com a sua lateralidade, usando 18F-FDG como marcador de metabolismo de glicose nas regiões encefálicas. Os resultados demonstraram que a distribuição de 18F-FDG no encéfalo antes e após a indução do DM em ratos Wistar adultos não é homogênea. As áreas encefálicas que demonstraram diferença no metabolismo de glicose em relação a lateralidade entre diabéticos e controles foram as do córtex auditivo, córtex orbitofrontal, núcleo accumbens core e hipocampo posterior. Com esses resultados demonstramos que a avaliação do metabolismo de glicose analisado de forma global deve ser substituída por análise por meio de lateralidade de cada região encefálicas para a utilização do microPET em modelo experimental de diabetes induzido por STZ. Mais estudos são necessários para avaliar possíveis alterações avaliados em longo prazo após a indução de DM nesse modelo animal.
Advanced stages of Diabetes Mellitus (DM) are associated to locomotor and cognitive dysfunction. Motor deficits observed are related to diabetic neuropathy involving peripheral nerves, which increases morbidity risk in diabetic patients. In addition, central nervous system (CNS) complications during diabetes progression are relatively more subtle compared to peripheral changes. To the present moment, few studies investigated the neurological effects during the early stages of diabetes onset, mainly in experimental models. Considering the above, our study evaluated the locomotor activity, short-term and spatial memory and brain glucose metabolism before and after DM induction in adult Wistar rats. The DM was induced by intraperironeal injection of 60mg/kg of streptozotocin (STZ), which leads to pancreatic beta cells disruption and consequent induction of experimental DM 48 hours after injection. Locomotor activity was evaluated through the open field (OF) test; the memory by the novel object recognition (NOR) test and brain glucose metabolism by [18F]fluorodeoxyglucose ([18F]FDG) positron emission tomography (PET). Body weight, food and water intake, urine and fecal output as well as blood glucose levels were also evaluated throughout the experiment. Behavioral analysis demonstrated in DM group compared to control animals, alterations in short-term spacial memory observed through NOR. Regarding locomotor activity, no significant alterations were observed between groups. Global analysis of brain glucose metabolism measured by 18F-FDG uptake indicated slight alterations in important areas for short-term and working memory, emotional control and locomotion. Controls animals had increased 18F-FDG uptake in the cerebellum, whereas DM animals had no alterations. DM animals had a increase was observed in the amygdala when compared to the control groups. Hippocampus uptake was not significantly altered when analyzed as whole. However, when segmenting it into dorsal and ventral hippocampus, it was possible to observe increased tracer uptake in the dorsal hippocampus. These results suggest possible intrinsic compensatory mechanisms in early stages of DM regarding cognition and brain glucose metabolism induced. Thus, in our second part of the study, the main objective was to assess the difference in the distribution patterns of glucose metabolism, according to its laterality, using 18F-FDG as a marker in brain regions. The results demonstrated that the distribution of 18F-FDG in the brain before and after the induction of DM in adult wistar rats is not homogeneous. The brain areas that showed a difference in glucose metabolism in relation to laterality between diabetics and controls were those of the auditory cortex, orbitofrontal cortex, nucleus accumbens core and hippocampus Posterior. We demonstrate with these results that the assessment of glucose metabolism analyzed globally should be replaced by analysis using the laterality of each brain region for the use of microPET in an experimental model of diabetes induced by STZ. Further studies are necessary to evaluate possible long-term alterations after DM induction in this animal model. |
