Resumen de Especificidad de las poblaciones neuronales activadas en respuesta a distintos estímulos estresantes emocionales
Ignacio Javier Marín Blasco
La exposición a estímulos estresantes de tipo emocional induce activación neuronal en muchas regiones del SNC que cursa en paralelo con una estimulación del eje hipotálamo-hipofisario-adrenal (HPA). La activación neuronal suele valorarse mediante la inducción de genes de expre-sión temprana como c-fos, mientas que la activación del eje HPA se basa en la expresión del factor liberador de corticotropina (CRF) en el núcleo paraventricular del hipotálamo (PVN) y en la liberación de hormonas como la ACTH y los glucocorticoides. Numerosos estudios sugieren que la expresión de c-fos y CRF alcanza un máximo alrededor de los 15-30 min de iniciada la exposición al estrés, para disminuir posteriormente a pesar de la persistencia del estímulo estre-sante. Esta disminución de la respuesta podría obedecer a cambios en las señales estimuladoras y/o inhibidoras que llegan a la neurona como consecuencia de la exposición prolongada al mis-mo estímulo estresante, o bien a mecanismos de represión intracelular. Razonamos que si la hipótesis de los cambios en las señales es correcta, la expresión de dichos genes se restablecería en gran medida en respuesta a un nuevo estímulo estresante, en tanto que si la segunda hipótesis es la válida, la expresión debería estar bloqueada. Utilizando la rata como modelo, hemos estudiado en un primer experimento mediante hibrida-ción in situ (ISH), los cambios en la expresión de c-fos y CRF, y los cambios en los niveles plas-máticos de ACTH y corticosterona tras la exposición prolongada (unas 4 h) a una inmoviliza-ción en plancha (IMO) y cómo esta exposición a la IMO afecta a la respuesta a un nuevo estímu-lo estresante (nado forzado). Los resultados de expresión de c-fos indicaron que en la corteza prefrontal medial (mPFC), el septum lateral ventral (LSv) y la amígdala medial (MeA) la res-puesta al nado tras la IMO prolongada es capaz de restablecerse en gran medida, dando validez a la hipótesis de una reducción de las señales que llegan a las neuronas. Sin embargo, en el PVN la expresión de c-fos en respuesta al nado tras la IMO prolongada se encuentra en su mayor parte bloqueada, sugiriendo un bloqueo intracelular. En consonancia con los resultados de expresión de c-fos en el PVN, tanto la expresión de CRF como la secreción de ACTH en respuesta al nado se encuentran totalmente bloqueadas tras la IMO prolongada. Una interpretación correcta de estos primeros resultados, precisa conocer si las poblaciones neuronales activadas durante la IMO prolongada coinciden o no con las que responden al nado tras esta IMO. Al objetivo de identificar estas neuronas hemos realizado un nuevo experimento similar al anterior pero incluyendo un grupo de animales que fue liberado de la IMO prolonga-da y re-expuesto a una nueva IMO. La finalidad de este grupo era diferenciar la activación debi-da exclusivamente al nado de la que pudiera producirse por otros procesos como la simple ma-nipulación del animal o la propia liberación de la IMO. Para identificar las poblaciones neuro-nales que responden a la IMO prolongada y al nado, hemos realizado un doble marcaje de la proteína c-Fos y el mRNA que codifica para esta proteína mediante inmunofluorescencia e ISH fluorescente (IF-FISH). Basándonos en la dinámica de ambos marcadores, las neuronas que responden a la IMO prolongada mostrarían fundamentalmente proteína y poco o nulo mRNA, mientras que las que responden al nado aplicado tras esta IMO mostrarían fundamentalmente mRNA y nula proteína. Tras este análisis hemos observado que en regiones como el mPFC, el LSV y la MeA, la exposición al nado tras la IMO prolongada provocó la activación de nuevas neuronas sugiriendo cierta especificidad en la respuesta a ambos estímulos estresantes. Sin em-bargo, en el PVN con la exposición al nado tras la IMO prolongada no provocó activación de nuevas neuronas, confirmando la existencia de una sola población neuronal que responde indis- tintamente frente a estímulos estresantes de distinta naturaleza que es bloqueada tras una esti-mulación prolongada. Una gran parte de la activación neuronal observada en términos de expresión de c-fos en res-puesta a los distintos estímulos estresantes podría deberse a procesos de activación generalizada o de arousal que enmascararía aquellas neuronas que son realmente importantes en la respuesta al estrés. En un último experimento hemos pretendido disminuir la aportación del arousal, ad-ministrando a nivel sistémico DSP-4, una neurotoxina altamente selectiva para las terminales noradrenérgicas provenientes del LC. Una semana después de la administración de DSP-4, ex-pusimos a los animales a estímulos estresantes de diferente intensidad (ambiente nuevo, olor al depredador e IMO) para posteriormente analizar la expresión de c-fos mediante FISH en el mPFC, el LSv, la MeA y el PVN. El alcance de la lesión sobre las terminales noradrenérgicas del LC se valoró mediante inmunoflorescencia de la dopamina beta-hidroxilasa (D?H). En concor-dancia con datos de la literatura, sólo en el mPFC y la MeA se pudo apreciar una disminución en las terminales noradrenérgicas. La lesión con el DSP-4 no tuvo un impacto sobre la expresión de c-fos en respuesta a los distintos estímulos estresantes, salvo en la respuesta del LSv a la IMO donde se observó una disminución. En conjunto, los resultados sugieren que en la reducción de la expresión de c-fos observada tras la exposición prolongada a un estímulo emocional pueden intervenir tanto la familiarización con el estímulo y la consiguiente reducción de las señales estimuladoras como la represión in-tracelular de la expresión del gen. La contribución de cada uno de los mecanismos es marcada-mente dependiente del área estudiada. Por otro lado, parecen existir poblaciones de neuronas que responden específicamente a la IMO y al nado, aunque muchas de ellas pueden ser comunes a ambos. En la respuesta del eje HPA podrían añadirse bloqueos adicionales que probablemente contribuyen a reducir el posible impacto negativo de una liberación excesiva de glucocorticoi-des. El escaso impacto de la administración de DSP-4 podría explicarse por la existencia de me-canismos compensatorios y por lo tanto sería necesario valorar otras alternativas para disminuir la aportación del arousal a la respuesta de estrés.
