Exercício físico aeróbico melhora a resiliência ao estresse e modifica o perfil sensório-emocional-cognitivo em camundongos adultos machos e fêmeas mantidos em condições laboratoriais

Abstract

Homens e mulheres diferem não apenas no desenvolvimento cerebral, mas também na fisiologia, psicologia e respostas comportamentais. Esse dimorfismo sexual se estende à percepção dos estímulos sensoriais, respostas emocionais e capacidade cognitiva. É bem estabelecido na literatura científica que o exercício físico aeróbico possa atenuar as respostas à estímulos dolorosos, bem como melhorar o humor e a memória dos indivíduos, mas não está completamente elucidado a correlação existente entre os aspectos sensoriais, emocionais e cognitivos em tais efeitos. Além disso, a importância do sexo nos efeitos sensoriais e comportamentais induzidos pelo exercício físico aeróbico também é outo ponto a ser estudado e compreendido. Neste sentido, o presente estudo avaliou o efeito do exercício físico aeróbico sobre o perfil sensorial-emocional-cognitivo em camundongos adultos machos e fêmeas mantidos em condições laboratoriais. Os experimentos foram conduzidos utilizando camundongos Swiss machos e fêmeas, com 2-3 meses de idade, divididos nos seguintes grupos experimentais: machos controles; fêmeas controles; machos exercitados; fêmeas exercitadas. O protocolo de exercício físico aeróbico consistiu na exposição dos camundongos à uma esteira de corrida adaptada para roedores em uma velocidade constante de 10 m/min, durante 30 minutos/dia, por um período de cinco dias por semana, durante duas semanas. O presente estudo acompanhou o peso corporal e o consumo alimentar dos animais submetidos ao protocolo experimental de exercício físico. Além disso, após 24 horas da última exposição dos animais à esteira de corrida, os animais foram submetidos aos testes comportamentais sequencialmente (teste de sensibilidade mecânica aos filamentos de Von Frey, teste de sensibilidade ao frio pela exposição à acetona, labirinto em cruz elevado, teste do reconhecimento do objeto novo, teste de esquiva inibitória do tipo step down, teste de suspensão pela cauda e/ou teste do campo aberto). O exercício físico aeróbico preveniu o ganho de peso corporal em animais de ambos os sexos. Além disso, os grupos exercitados apresentaram hipoalgesia aos estímulos mecânicos e térmicos quando comparado aos grupos controles. Ainda, os animais exercitados apresentaram respostas comportamentais indicativas de um comportamento tipo antidepressivo e maior resiliência ao estresse agudo, ou seja, um aumento das respostas ativas de enfrentamento à uma situação estressante. O exercício físico também induziu efeitos positivos sobre a memória aversiva de longo prazo e de reconhecimento de objetos nos testes de esquiva inibitória de descida do tipo step down e reconhecimento de objetos, respectivamente. Os efeitos comportamentais observados não foram associados a alterações na atividade locomotora. Em suma, conclui-se que o protocolo de exercício físico proposto alterou o perfil sensório-emocional-cognitivo de camundongos adultos machos e fêmeas mantidos em condições laboratoriais. Além disso, nossos resultados demonstram uma forte correlação entre as variáveis comportamentais analisadas: somestesia através do teste de Von Frey X memória aversiva no teste de esquiva inibitória de descida do tipo Step Down X comportamentos de enfrentamento ao estresse através dos testes de suspensão pela cauda e labirinto em cruz elevado. Conclusivamente, os nossos resultados indicaram que camundongos fêmeas, comparados aos camundongos machos, apresentaram maior sensibilidade tátil e térmica e ambulação, bem como menor tempo de avaliação de risco e retenção de memória aversiva. Nossos resultados também sugerem que o protocolo de exercício físico aeróbico gerou efeito ansiolítico, resiliência, hipoestesia e melhorou a cognição dos animais frente a estímulos estressantes.

Abstract: Men and women differ not only in brain development but also in physiology, psychology, and behavioral responses. This sexual dimorphism extends to the sensory stimuli perception, emotional responses and cognitive ability. It is well established in the literature that aerobic physical exercise might attenuate responses to painful stimuli, as well as improve mood and memory of those desired, but the correlation between sensory, emotional and cognitive aspects in such effects has not been completely elucidated. Furthermore, the importance of sex in the sensory and behavioral aerobic physical exercise-induced effects is also another point to be studied and understood. In this sense, the present study evaluated the effect of aerobic physical exercise on the sensory-emotional-cognitive profile in adult male and female mice under laboratory conditions. The experiments were carried out using Swiss male and female mice, 2-3 months old, separated into the following experimental groups: control males; control female; exercised males; exercised female. The aerobic exercise protocol consisted of exposing the mice to a running treadmill adapted for rodents at a constant speed of 10 m/min, for 30 minutes/day, for a period of five days a week, for two weeks. The present study followed the body weight and food consumption of the animals evaluated in the experimental exercise protocol. In addition, 24 hours after last exposure to the treadmill, the animals were sequentially subjected in behavioral tests (Von Frey filament mechanical sensitivity test, cold sensitivity test by acetone exposure, elevated plus maze, new object recognition test, step down inhibitory avoidance test, tail suspension test and/or open field test). Aerobic exercise prevented body weight gain in animals of both sexes. In addition, the exercised groups presented hypoalgesia to mechanical and thermal stimuli when compared to the control groups. In addition, exercised animals showed behavioral responses indicative of antidepressant-like behavior and greater resilience to acute stress, that is, an increase in active coping responses with a stressful situation. Physical exercise also induced positive effects on long-term aversive memory and object recognition in the step-down inhibitory avoidance and object recognition tests, respectively. The behavioral effects observed were not associated with changes in locomotor activity. In summary, it is concluded that the proposed physical exercise protocol changed the sensory-emotional-cognitive profile of adult male and female mice kept in laboratory conditions. Furthermore, our results demonstrate a strong correlation between the behavioral variables analyzed: somesthesia through the Von Frey test VS. aversive memory in the step-down inhibitory avoidance test VS. stress coping behaviors through the tail suspension and elevated plus maze tests. In conclusion, our results indicated that female mice, compared to male mice, had greater tactile and thermal sensitivity and ambulation, as well as shorter risk assessment time and aversive memory retention. In addition, our results also suggest that the aerobic physical exercise protocol generated anxiolytic effect, resilience, hypoesthesia and improved the animals' cognition when faced with stressful stimuli.