Ulises Cruz-Raya a, Gabriela García-Ortiz a, Ofir Picazo a, Judith Espinosa-Raya a

Transcripción

1 PARTICIPACION DE LOS RECEPTORES DE ESTRADIOL O PROGESTERONA EN EL EFECTO DE LAS HORMONAS OVARICAS SOBRE LAS CAPACIDADES COGNITIVAS DE LA RATA OVARIECTOMIZADA Ulises Cruz-Raya a, Gabriela García-Ortiz a, Ofir Picazo a, Judith Espinosa-Raya a a Escuela Superior de Medicina, Instituto Politécnico Nacional. choco_xiuli_288@hotmail.com RESUMEN La Enfermedad de Alzheimer (EA) es la forma más común de demencia y es más frecuente en mujeres que en hombres (2:1), especialmente en mujeres posmenopáusicas. Un número importante de estudios sugieren que la pérdida de la función gonadal en mujeres puede contribuir a un decremento en la función colinérgica y apoyan la hipótesis de que la terapia de reemplazo con estrógenos puede proteger contra el envejecimiento cognitivo en mujeres sanas y/o con EA. En este trabajo proponemos que si el efecto neuroprotector y/o neuromodulador de las hormonas ováricas es mediado por la acción directa sobre sus receptores, entonces los efectos positivos de la terapia de reemplazo hormonal con 17β-estradiol (E2) y la progesterona (P4) sobre la cognición, serán revertidos con la administración de sus antagonistas específicos. Se utilizaron ratas Sprague-Dawley ovariectomizadas a las cuales se les administró uno de los siguientes tratamientos: vehículo (aceite de ajonjolí).2 ml/rata; E2, 4 µg/kg/día; P4, 4 mg/kg/día: E2, 4 µg/kg/día + ICI18278, 3 mg/kg/día; P4, 4 mg/kg/día + RU486, 16 mg/kg. La capacidad cognitiva de los animales se evaluó en el modelo de automoldeamiento. Los resultados sugieren que el efecto modulador del E2 y la P4 sobre la memoria y el aprendizaje de ratas ovariectomizadas, es por acción directa sobre sus receptores. *Agradecimientos: SIP-IPN, COFAA, CONACyT INTRODUCCIÓN La EA es la causa más común de demencia en el adulto mayor prototipo de la demencia (1) cortical. Es considerada un desorden neurodegenerativo relacionado con la edad caracterizada por la acumulación de placas de amiloide y depósitos neurofibrilares, pérdida progresiva de la memoria y déficit cognoscitivo. Actualmente se cuenta con la evidencia de que la supresión de las hormonas esteroides como el estrógeno y progesterona (P4) en la menopausia es un factor de riesgo significativo para el desarrollo de esta. (2) Hoy en día la expectativa de vida es mayor respecto al siglo pasado, el cese de la función ovárica abarca entonces un tercio de la vida de las mujeres posmenopaúsicas, viéndose afectadas varias funciones cognitivas incluyendo la memoria verbal, la atención, la percepción visual y el lenguaje. (3) Estudios recientes sugieren que el reemplazo de estrógenos en mujeres puede ayudar a prevenir el desarrollo de la EA y reducir la severidad de la demencia asociada a ésta (4), sin embargo, el mecanismo exacto por el cual tienen este efecto aún no es claro. Algunos de los mecanismos pueden ser debidos, en parte, a la habilidad de los estrógenos, como el 17βestradiol (E2), para incrementar la función de las neuronas colinérgicas localizadas en regiones específicas del cerebro basal anterior. (4, 5) Para esto, se ha sugerido que los estrógenos pueden influenciar directamente las neuronas colinérgicas vía unión intracelular a sus receptores seguido por efectos mediados por los esteroides sobre la transcripción genética, aunque la posibilidad de que los estrógenos pueden actuar en las neuronas colinérgicas indirectamente también puede ser considerada. (3,4) En el caso de la P4, se sabe que ejerce, al igual que el E2, efectos neuroprotectores, sin embargo, se desconoce su papel en la regulación de las capacidades cognitivas. (4,5)

2 Los esteroides ováricos ejercen efectos moduladores de la síntesis y liberación de diferentes neurotransmisores, tales como acetilcolina y serotonina, los cuales regulan los procesos de memoria y aprendizaje. (4,6) Teniendo en cuenta este efecto, hemos planteado este trabajo a partir de la hipótesis de que el E2 y la P4 son capaces de modular la actividad colinérgica y serotoninérgica a través de la activación de sus receptores nucleares. Para comprobar esta hipótesis estudiamos las consecuencias de la eliminación de los esteroides ováricos, mediante ovariectomía bilateral (OVX), y su posterior reposición en forma de inyecciones subcutáneas de E2 o P4 y sus correspondientes antagonistas, sobre las capacidades cognitivas de ratas jóvenes. 2. OBJETIVO Evaluar la participación de los RE- y l RP en los efectos del E2 y la P4 sobre las capacidades cognitivas de la rata ovariectomizada. 4. MATERIALES Y MÉTODOS ANIMALES DE EXPERIMENTACIÓN Se utilizaron ratas hembras de la cepa Sprague-Dawley, las cuales se ovariectomizaron bilateralmente bajo anestesia. Inmediatamente después de la cirugía se formaron aleatoriamente 5 grupos, y se inicio la administración de alguno de los siguientes tratamientos: Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4 Grupo 5 Vehículo (aceite de ajonjolí.2 ml/rata) E2, 4 µg/kg E2, 4 µg/kg + ICI 3 mg/kg P4, 4 mg/kg P4, 4 mg/kg + RU, 16 mg/kg PRUEBA DE AUTOAPRENDIZAJE Una vez que se cumplió el tiempo de administración se evaluó la capacidad cognitiva de las ratas en el modelo de aprendizaje de tipo automoldeamiento. El procedimiento consiste en que el animal se auto enseña a presionar una palanca y para que ocurra esto se le dio una serie de ensayos que consistieron en la presentación de una palanca y el encendido de un foco que ilumina la palanca por un minuto (Estimulo Condicionado, EC); al termino de este periodo la luz se apaga y se entrega un trozo de comida (Estimulo Incondicionado, EI), inmediatamente después se da inicio a otro ensayo. Si la rata recibe puntualmente comida cuando presiona la palanca, su tasa subsiguiente de presión de la palanca durante el EC (Respuesta Condicionada, RC) aumenta por encima de la tasa espontánea. Cada animal se colocó en la cámara experimental por un periodo de habituación de 2 min. Se dieron tres sesiones: 2 ensayos las dos primeras y 1 ensayos en la última sesión, con 24 h de diferencia entre cada una. (6) Se registraron los resultados obtenidos en la tercera sesión, se promediaron y se expresaron como la media ± Error Estándar (EE). PRUEBA DE ACTIVIDAD ESPONTÁNEA Con el fin de descartar cualquier alteración motora que pudiera afectar el desempeño de los animales en las pruebas de memoria y aprendizaje, se monitoreó la actividad espontánea de las ratas. Para ello, cada animal se colocó durante 5 minutos dentro de una caja de acrílico de 1 x 2 x 4 cm la cual contiene sensores que permiten contabilizar automáticamente la actividad general del animal (Opto-Varimex; Ugo Basile Italia). Esta prueba detecta tanto la movilidad total que tenga el animal durante el tiempo de experimentación así como la actividad ambulatoria y vertical. Los resultados se presentan como la media ± EE del número de cuentas en 5 minutos de la actividad ambulatoria

3 5. RESULTADOS El efecto de los tratamientos utilizados sobre la capacidad cognitiva de la rata ovariectomizada se muestran en la Fig. 1. Se registraron los resultados obtenidos en el tercer día de sesión, se promediaron y se expresaron como la media ± EE. El análisis de los datos mostró una disminución significativa del número de RCs entre los diversos tratamientos administrados, F 4,3 = 3.291, p<.1. Número de respuestas condicionadas * * VEH E2, 4 g/kg E2, 4 g/kg + ICI, 3 mg/kg P4, 4 mg/kg P4, 4 mg/kg + RU 16 mg/kg Fig. 1. Efecto de los diferentes tratamientos administrados sobre la capacidad cognitiva de la rata ovariectomizada en un modelo de automoldeamiento. Cada columna representa la media ± EE; n=7.# p<.5 vs. todos los grupos..* p<.1 los grupos con antagonista vs. todos los grupos. Veh: vehículo.e2: 17β-estradiol; P4: Progesterona; ICI : ICI 18278; RU: RU 486. Los resultados de la actividad espontánea de las ratas se presentan como la media ± EE del número de cuentas en 5 minutos (Fig. 2). El análisis estadístico de los datos mostró diferencia significativa entre el grupo P4+ RU con respecto a todos los grupos, en la actividad total (F 4,3 = 6.747, p<.1 ) y en la ambulatoria (F 4,3 = 4.717, p<.1 ). Sin embargo, en la actividad vertical no se encontró diferencia significativa. 4. CONCLUSIONES Nuestros datos coinciden con datos de la literatura que sugieren que el tratamiento con estrógenos mejora el aprendizaje en ratas ovariectomizadas (4) y que la privación hormonal conduce a la alteración de ciertos procesos de aprendizaje. (7) Los resultados de este estudio muestran la participación directa de los RE y RP en el efecto del E2 y la P4 sobre la memoria y el aprendizaje de ratas ovariectomizadas en el modelo de automoldeamiento, ya que al administrar antagonistas para cada uno de los receptores, no solo se bloquea el efecto benéfico del E2 y la P4, sino que se bloquea por completo el desempeño de los animales en la prueba. Además, este efecto no depende de la actividad locomotriz de los animales ya que en la actividad vertical, que es la importante para el desempeño de los animales en la prueba de automoldeamiento, no se encontraron diferencias entre los grupos de tratamiento.

4 25 2 VEH E2, 4 g/kg E2, 4 g/kg + ICI, 3 mg/kg P4, 4 mg/kg P4, 4 mg/kg + RU 16 mg/kg Actividad total 15 1 * 5 2 Actividad ambulatoria * 4 3 Actividad vertical 2 1 Fig.2. Efecto de los diferentes tratamientos administrados sobre la actividad locomotriz de la rata ovariectomizada. Cada columna representa la media ± EE; n=7. * p<.1 vs todos los grupos. Veh: vehículo.e2: 17β-estradiol; P4: Progesterona

5 BIBLIOGRAFÍA 1. Götz J., Ittner L. M. Animal models of Alzheimer s disease and frontotemporal dementia. Nat Rev Neurosci, 9, 28, pp Carroll J.C., Rosario E. R., Chang L., Stanczyk F. Z., Oddo S., LaFerla F. M., Pike C. J. Progesteron and Estrogen Regulate Alzheimer-Like Neuropathology in Female 3xTg- AD Mice. J Neurosci,. 27, 27, pp Sherwin, B.B. Estrogen and Cognitive aging in women. Neuroscience, 138, 26, pp Gibbs, R.B. Estrogen Therapy and Cognition: A Review of the Cholinergic Hypothesis. Endoc. Rev, 31, 21, pp Frick K. M. Estrogens and age-related memory decline in rodents: what have we learned and where do we go from here? Horm Behav,55, 29;pp Meneses, A. A pharmacological analysis of an associative learning task: 5-HT1 to 5- HT7 receptor subtypes function on a Pavlovian/instrumental autoshaped memory. Learn Mem, 1, 23, pp.: Díaz-Brinton, R. Impact of Estrogen Therapy on Alzheimer's Disease. A fork in the road? CNS Drugs, 18, 24, pp