O déficit de memória em ratos privados de sono é prevenido pela interação dos componentes homeostático e circadiano

O déficit de memória em ratos privados de sono é prevenido pela interação dos componentes homeostático e circadiano

Alternative title The memory deficit in sleep-deprived rats is prevented by interaction of the homeostatic and circadian components
Author Rolim, Sérgio Arthuro Mota Autor UNIFESP Google Scholar
Advisor Hipólide, Débora Cristina Autor UNIFESP Google Scholar
Institution Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Graduate program Psicobiologia
Abstract Several studies have shown that sleep deprivation (SD) produces deficits in the performance of hippocampus-dependent learning tasks, as inhibitory avoidance (IA). However, the mechanisms underlying these effects are not completely understood. In this study, we investigated the relationship of the homeostatic (increasing in sleep duration after sleep deprivation) and circadian mechanisms (tendency to start sleep in periods around 24 hours) in memory deficits induced by SD. To do this, male Wistar rats were trained in the IA task in four different times of the day (08:00h, 14:00h, 20:00h or 02:00h) with the purpose to verify if the performance of rats in this task depends on the time of the day (experiment 1). In another experiment, the animals were sleep-deprived for 96 hours using the modified multiple platform method. SD procedure started and finished in four different times of the day: 08:00h, 14:00h, 20:00h, or 02:00h. Immediately after SD, animals were then trained in an IA task (experiment 2), or allowed to sleep 12 hours (sleep window, SW) before IA training (experiment 3). In this third experiment, SW happened predominantly during light phase or dark phase, or divided between them. Two test sessions in this task were performed: 1 hour (test 1) and 24 hours (test 2) after training session. The results of experiment 1 showed that rat’s performance in IA was not different in the four times of the day tested. In experiment 2, sleep-deprived rats showed significant impairment in IA performance, when compared to control group, in all four times of the day tested. In experiment 3, only the sleepdeprived rats that had SW during light phase (which is also the resting phase of these animals) did not show significant impairment in IA performance when compared to control group. With the purpose to investigate sleep architecture during the 12 hours of SW, we realized polysomnographic recordings when SW happens predominantly during light or dark phases (experiment 4). In this last experiment, we found an increasing in paradoxical sleep when we compare the 12 hours of SW (such in light phase as in dark phase) with basal (before SD) condition. However, when we compare sleep parameters of SW in the light phase with SW in the dark phase, we found a greater sleep efficiency and a fewer number of awakenings in SW during light phase. This result suggests that the circadian mechanism is still acting during SW, because it is different according to the circadian phase it happens. Our results also indicate that the coincidence between homeostatic and circadian mechanisms (SW during resting phase) allowed a more robust and organized sleep rebound, which could influence positively learning and memory of sleep-deprived rats.

Várias evidências na literatura demonstram que a privação de sono (PS) produz prejuízo no desempenho em tarefas de memória dependentes da função hipocampal, como a esquiva inibitória (EI). Entretanto, os mecanismos responsáveis por esses efeitos não estão completamente esclarecidos. No presente estudo, avaliamos a relação dos mecanismos homeostáticos (aumento na duração do sono após a privação de sono) e circadianos (propensão para se iniciar o sono em períodos próximos de 24 horas), no déficit de memória pela privação de sono. Para isso, ratos Wistar foram treinados na tarefa de EI em diferentes horários do dia (08:00h, 14:00h, 20:00h e 02:00h), com o objetivo de se verificar o desempenho dos ratos nessa tarefa em função do horário do dia (experimento 1). Em outro experimento, os animais foram privados de sono por 96 horas pelo método da plataforma múltipla modificado, com início do procedimento de PS às 08:00h, 14:00h, 20:00h ou 02:00h. Imediatamente ao final da PS, os animais foram treinados na EI (experimento 2) ou tiveram a oportunidade de dormir por um período de 12 horas (janela de sono, JS) seguido pelo treino na EI (experimento 3). Nesse terceiro experimento, a JS ocorreu predominantemente durante as fases clara ou escura, ou dividido nessas duas fases. A sessão de teste nessa tarefa foi dividida em teste 1 (1 hora após o treino) e teste 2 (24 horas após o treino). Os resultados do experimento 1 mostram que o desempenho dos ratos na EI não foi diferente em relação ao horário do dia em que foram treinados. Além disso, observamos que os animais privados de sono apresentaram prejuízo significativo no desempenho na sessão de teste da EI quando comparados ao grupo controle nos diferentes horários do dia (experimento 2). No experimento 3, somente os animais privados de sono e que tiveram a JS durante a fase clara apresentaram uma recuperação do prejuízo no desempenho da EI, quando comparados ao grupo controle. Com o intuito de avaliar a arquitetura do sono durante as 12 horas de JS, realizamos o registro polissonográfico dos animais, quando a JS ocorre predominantemente nas fases clara ou escura (experimento 4). Nesse último experimento, observamos um aumento da quantidade de sono paradoxal quando comparamos a JS de 12 horas após a PS (tanto na fase clara como na fase escura) com a condição basal. Entretanto, quando comparamos os parâmetros de sono nas 12 horas de JS na fase clara com a fase escura, observamos uma maior eficiência de sono e menor número despertares. Esses resultados sugerem que o componente circadiano continua atuando durante a JS, já que essa é diferente conforme a fase circadiana em que acontece. Estes resultados indicam que a coincidência entre os componentes homeostáticos e circadianos, ou seja, a ocorrência de uma JS de 12 horas durante a fase clara (fase de repouso do rato), permitiu um rebote de sono mais robusto e organizado, o que poderia influenciar positivamente a aprendizagem e a memória em ratos privados de sono.
Keywords Sleep deprivation
Memory
Circadian rhyhtm
Homeostasis
Avoidance Learning
Privação de sono
Memória
Ritmo circadiano
Homeostase
Aprendizagem da esquiva
Language Portuguese
Sponsor Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Associação Fundo de Incentivo à Pesquisa (AFIP)
Grant number FAPESP: 05/52045-1
FAPESP: 98/14303-3
Date 2007-07-01
Published in ROLIM, Sérgio Arthuro Mota. O déficit de memória em ratos privados de sono é prevenido pela interação dos componentes homeostático e circadiano. 2007. 65 f. Dissertação (Mestrado em Ciências) - Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São Paulo.
Knowledge area Medicina e Biologia do Sono
Publisher Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Extent 65 p.
Access rights Open access Open Access
Type Dissertation
URI https://repositorio.unifesp.br/handle/11600/58760

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Name: 2007 ROLIM, SERGIO ARTHURO M. Mestrado.pdf
Size: 941.2Kb
Format: PDF
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