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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA NACIONAL DE
CIENCIAS BIOLÓGICAS
POSGRADO EN CIENCIAS
QUIMICOBIOLÓGICAS
EFECTO DE LA LESIÓN DEL NÚCLEO SUBTALÁMICO
SOBRE EL MODELO DE LESIÓN EXCITOTÓXICA DE
HIPOCAMPO VENTRAL EN LA RATA NEONATA
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S I
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PARA OBTENER EL GRADO DE
MAESTRÍA EN CIENCIAS
P R
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S E
N
T A
QFB. Israel Camacho Abrego
DIRECTORES DE TESIS
Dr. Sergio Roberto Zamudio Hernández
Dr. Gonzalo Flores Álvarez
México, D.F. Enero, 2010
pág. ii
ÍNDICE GENERAL
ÍNDICE GENERAL ______________________________________________________ iii
ABREVIATURAS _______________________________________________________ v
ÍNDICE DE TABLAS ____________________________________________________ vi
ÍNDICE DE FIGURAS __________________________________________________ vii
RESUMEN _____________________________________________________________ ix
ABSTRACT ____________________________________________________________ x
1. INTRODUCCIÓN _____________________________________________________ 1
2. ESQUIZOFRENIA _____________________________________________________ 2
2.1. Epidemiología _____________________________________________________ 3
2.2 Etiología de la esquizofrenia __________________________________________ 4
2.3. Diagnóstico _______________________________________________________ 7
3. NEUROPATOLOGÍA Y NEUROQUÍMICA _______________________________ 8
4. SISTEMA LÍMBICO __________________________________________________ 10
4.1. Corteza media prefrontal ___________________________________________ 12
5. GANGLIOS BASALES ________________________________________________ 12
5.3. Núcleo Accumbens ________________________________________________ 16
5.4. Núcleo subtálamico ________________________________________________ 17
6. MODELO ESQUIZOFRÉNICO EN ANIMAL ____________________________ 21
6.1. Lesión neonatal excitotóxica hipocampal ______________________________ 22
7. JUSTIFICACIÓN_____________________________________________________ 25
8. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA __________________________________ 26
9. HIPÓTESIS__________________________________________________________ 27
10. OBJETIVO GENERAL _______________________________________________ 27
pág. iii
10.1 Objetivos particulares _____________________________________________ 27
11. METODOLOGÍA____________________________________________________ 28
11.1. Experimento ____________________________________________________ 28
11.1.1. Interacción social ______________________________________________ 33
11.1.2. Actividad locomotora en campo cerrado ____________________________ 35
11.1.3. Tinción de Nissl ________________________________________________ 38
13. RESULTADOS ______________________________________________________ 42
14. DISCUSIÓN ________________________________________________________ 57
15. CONCLUSIÓN ______________________________________________________ 65
16. PERSPECTIVAS ____________________________________________________ 66
17. BIBLIOGRAFÍA ____________________________________________________ 67
pág. iv
ABREVIATURAS
5-HT
ACh
AVT
CM/PF
CmPF
COMT
CPF
CPu
DA
DP
EP
GABA
GB
GP
GPe
GPi
HV
IBO
IL
IPP
LnHV
NAc
NAcc
Nacsh
NEP
NMDA
NPP
OFC
PCP
RM
SHV
SNc
SNr
TAL
Serotonina
Acetilcolina
Área ventral Tegmental
Complejo centromedial/parafasicular
Corteza media prefrontal
Catecol-O-metil-tranferasa
Corteza prefrontal
Caudado-putamen
Dopamina
Día postnatal
Enfermedad de Parkinson
Ácido gamma amino-butírico
Ganglios basales
Globo pálido
Globo pálido externo
Globo pálido interno
Hipocampo ventral
Ácido iboténico
Inhibición latente
Inhibición del pre-pulso
Lesión neonatal de hipocampo ventral
Núcleo accumbens
Núcleo accumbens núcleo (core)
Núcleo accumbens coraza (shell)
Núcleo entopeduncular
Ácido N-metil-D-aspartato
Núcleo pedúnculo pontino
Corteza orbito frontal
Fenciclidina
Resonancia magnética
Lesión falsa del hipocampo ventral
Sustancia negra compacta
Sustancia negra reticulada
Tálamo
pág. v
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Cuadro clínico de la esquizofrenia ____________________________________ 7
Tabla 2. Modelo de lesión neonatal en hipocampo ventral _______________________ 23
pág. vi
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Posibilidad de heredar la enfermedad de esquizofrenia. ___________________ 5
Figura 2. Representación de la interconectividad existente entre estructuras del
sistema límbico. __________________________________________________________ 11
Figura 3. Fisiología de los ganglios basales. ___________________________________ 14
Figura 4. Subdivisión del estriado, representación de cortes transversales de cerebro
de rata. _________________________________________________________________ 17
Figura 5. Representación esquemática de la organización intrínseca del núcleo
subtalámico. _____________________________________________________________ 18
Figura 6. Representación esquemática de los contactos sinápticos de las aferencias
mayores al núcleo subtálamico. _____________________________________________ 20
Figura 8. Representación de la actividad locomotora en campo cerrado. ____________ 36
Figura 9. Representación de la escala de tiempo ante la administración de fármacos. __ 37
Figura 10. Representación del proceso de perfusión. ____________________________ 41
Figura 12. Histopatología de rebanadas coronales de cerebro de rata teñido con
violeta de crésilo. _________________________________________________________ 43
Figura 13. Histopatología de rebanada sagital de cerebro de rata teñido con violeta de
crésilo. _________________________________________________________________ 44
Figura 14. Histopatología en rebanada (10X). _________________________________ 45
Figura 15. Actividad locomotora ante ambiente nuevo DP 60. _____________________ 49
Figura 16. Actividad locomotora ante un ambiente novedoso DP 90. _______________ 49
Figura 17. Actividad locomotora total ante un ambiente novedoso DP 90. ___________ 50
Figura 18. Tiempo de primer contacto. _______________________________________ 50
Figura 19. Tiempo de primer contacto acumulado. ______________________________ 51
Figura 20. Frecuencia de contactos. _________________________________________ 51
Figura 21. Frecuencia de contactos acumulado. ________________________________ 52
Figura 22. Tiempo de contacto no acumulado. _________________________________ 52
Figura 23. Tiempo de contacto acumulado. ____________________________________ 53
Figura 24. Actividad locomotora cronológica administración de apomorfina. ________ 53
Figura 25. Actividad locomotora total administración de apomorfina. ______________ 54
Figura 26. Actividad locomotora cronológica primera administración de anfetamina. _ 54
pág. vii
Figura 27. Actividad locomotora cronológica segunda administración de anfetamina. _ 55
Figura 28. Actividad locomotora cronológica tercera administración de anfetamina. __ 56
Figura 29. Actividad locomotora total de anfetamina grupo LNST._________________ 56
Figura 30. Actividad locomotora total de anfetamina grupo LHV+SNST y
LHV+LNST. _____________________________________________________________ 57
Figura 32. Esquema vía corteza media prefrontal a la sustancia negra reticulada en
la rata. _________________________________________________________________ 62
Figura 33. Nueva organización del circuito límbico._____________________________ 64
pág. viii
RESUMEN
La lesión del núcleo subtalámico induce alteraciones motoras denominado balismo,
trastorno de movimientos involuntarios de las extremidades del cuerpo. En ratas con balismo
inducido por acido iboténico no se observa afectación alguna en la motricidad y velocidad,
pero si en la memoria de trabajo, los trabajos sobre este núcleo no están claros sobre la
respuesta al estrés. Esta investigación fue diseñada para evaluar si la lesión del núcleo
subtalámico en un modelo de esquizofrenia afecta el tono dopaminérgico al evaluar la
actividad motora ante ambiente nuevo, la interacción social y el efecto de la administración
de agonistas dopaminérgicos anfetamina y apomorfina. Se realizó la lesión excitotóxica en
hipocampo ventral en rata neonata al día postnatal (DP) 7 con acido iboténico 0.3
l
[10 g/ l], evaluamos mediante cajas de actividad motora en campo cerrado al DP 60 la
ractividad inducida por la lesión, en los animales que presentaron este incremento en la
actividad se efectuó la lesión del núcleo subtalámico con 0.5
l [10
g/ l] de ácido
iboténico, analizamos el efecto de ambas lesiones al DP 90 se presentó un decremento en la
actividad motora en el grupo de doble lesión. Posteriormente, al DP 92 se evaluó la
interacción social en estos animales se mostró un reducción en el aislamiento social en
aspectos como la tiempo de primer contacto y tiempo total de contacto. No se observó efecto
al DP 94, 98, 100 ante los agonistas apomorfina (0.5 mg/kg s.c) o anfetamina (1 mg/kg s.c)
en dosis repetidas (3 con 48 hrs entre ensayo), lo que sugiere que el núcleo subtalámico no
participa en el sistema dopaminérgico mesolímbico. En adición, datos anatómicos,
experimentales y clínicos sobre la función límbica del NST, han propuesto un nuevo
esquema del circuito límbico el cual vincula al NST y al AVT, estos podrían proyectar al
NAcc, corteza media prefrontal y complejo amígdala-hipocampo. Asumimos que el NST
está involucrado en la vía mesolímbica y es uno de las principales interfaces para integrar la
motivación para la realización del movimiento. La corteza media prefrontal proyecta
emociones, información motivacional y afectiva directamente al NST, la integración de la
información límbica debe ser procesada en el NST, estructura clave entre la corteza media
prefrontal, la vía indirecta negro-estriado y AVT. Nuestro trabajo nos permite aseverar que
la lesión del núcleo subtalámico aminora los cambios conductuales del modelo de lesión
neonatal de hipocampo ventral, pero no afecta la sensibilización a agonistas dopaminérgicos.
pág. ix
ABSTRACT
The subthalamic nucleus lesion induces alterations of the movement denominated ballism,
disorder characterized by involuntary movements of the body. In rats with ballism induced
by ibotenic acid, affectation is not observed in the motor function and speed, but is present
in the work memory. The function of this nucleus is unclear on the stress response. Our
investigation was designed to evaluate the effects of the nucleus subthalamic lesion on the
dopaminergic tone in a schizophrenia model, the locomotor activity in a novel environment,
social interaction and, the administration dopaminergic agonists such as amphetamine and
apomorphine were evaluated. The neonatal ventral hippocampal lesion was performed in
neonatal 7 days old (PD) rat with ibotenic acid 0.3
l [10
g/ l], we evaluated the
hyperlocomotion in a novel environment at PD60 induced by the lesion, animals that
presented increment in the locomotor activity remained in the experiment and were lesioned
in the subthalamic nucleus with 0.5 l [10 g/ l] of ibotenic acid, we assessed the effect
from both lesions at DP 90. A decrement in the locomotor activity was observed in the
group of double lesion. Later on, the rats at DP 92 showed a reduction in their social
interaction in aspects such as time of first contact and total time of contact. We did not
observe effect at DP 94, 98 or 100 with the agonist apomorphine (0.5 mg/kg s.c) or
amphetamine (1 mg/kg s.c)/x3/48 hrs. The results suggest that the subthalamic nucleus does
not regulate the mesolimbic dopamine system. In addition, anatomical, experimental and
clinical data of the limbic function of the STN have proposed a new limbic loop which links
STN with VTA, which in turn projects to the NAcc, medial prefrontal cortex and the
amygdala-hippocampus complex. We assume that the STN could be involved in this
mesolimbic pathway and STN would be the main interfaces to integrate the motivation and
the movement. The medial prefrontal cortex projects emotions, information motivational and
affective directly to STN, the integration of limbic information could be processed in the
STN, a key structure among the medial prefrontal cortex, indirect nigro-striatal pathway and
VTA. Our work allows us to assert that the subthalamic nucleus lesion reduces the
behavioral changes of the neonatal ventral hippocampal lesion , but it does not affect the
sensitization to dopaminergic agonists, perhaps to that a small portion this nucleus is not
enough to alter the dopaminergic activity.
pág. x
1. INTRODUCCIÓN
El núcleo subtalámico ha sido considerado como una estructura importante en la
modulación de la actividad de salida de las estructuras de los ganglios basales, las
funciones motoras del NST son base de observaciones clínicas en pacientes humanos con
hemibalismo contralateral inducido por isquemia, e implicado en la patofisiología de la
enfermedad de párkinson (EP). A pesar del interés actual, poco es conocido acerca de sus
funciones normales en relación al movimiento. Sin embargo, los trabajos sobre este núcleo
no están claros sobre los aspectos cognitivos o emocionales. La lesión del NST induce a
obvios daños motores denominado balismo o hemibalismo caracterizado como un desorden
de movimientos involuntarios con frecuencia aguda o subaguda de un lado o ambos lados
del cuerpo. En ratas con balismo no se observa afectación alguna en la motricidad y su
velocidad, pero si en la toma de decisiones lo que afecta a la memoria de trabajo (Baunez y
cols., 2001), las estructuras involucradas en la regulación de la inhibición motriz son la
corteza infralímbica y del cíngulo (Cardinal y cols., 2001). Las similitudes observadas
entre el daño de la corteza media prefrontal y la lesión del núcleo subtalámico apoyan la
idea de que éste, puede ser un sustrato patofisiológico común entre los transtornos del
movimiento y neuropsiquiátricos basados en la interconectividad de los ganglios basales y
la corteza frontal (Middleton y Strick, 2000).
pág. 1
2. ESQUIZOFRENIA
La esquizofrenia es uno de los problemas más importantes de salud pública que
confronta la sociedad humana. Es una enfermedad que afecta al 1% de la población
mundial y que en la actualidad se define de modo sindrómico, puesto que se denomina a un
conjunto de síntomas con una cierta duración en el tiempo, cuya etiología y fisiopatología
son aún desconocidas (American Psychiatric Association, 1995).
La esquizofrenia deteriora la habilidad del pensamiento creativo, la imaginación, las
relaciones sociales y el uso del lenguaje para expresar ideas con claridad; así como,
experimentar o expresar una variedad de emociones tales como el amor y el miedo. Las
personas con esquizofrenia son atormentadas por la intrusión de experiencias como
escuchar voces, creer que los están persiguiendo o ser heridos por ellos mismos de forma
inconsciente. No hay signo o síntoma sencillo que defina a la enfermedad.
Hay evidencia de anomalías neurobiológicas y cognitivas (déficit de atención y en
el procesamiento de la información) que preceden a la aparición de los síntomas y que
hacen que las funciones mentales del sujeto sean vulnerables a diversos factores estresantes
que actuarían como desencadenantes ―Modelo de vulnerabilidad al estrés‖ (American
Psychiatric Association, 1995).
Las personas con esquizofrenia sufren primordialmente de una fragmentación de los
procesos cognitivos, Kraepelin destacó este aspecto cuando nombró a la enfermedad
―Demencia precoz‖, o una seria enfermedad cognitiva con ataque a una edad relativamente
joven. Unos años después de la definición de Kraepelin, Bleuler propuso la designación de
esquizofrenia ―mente escindida‖ (American Psychiatric Association, 1995).
pág. 2
Varios autores dirigen su atención a los síntomas prodrómicos, antes de que
comience propiamente la enfermedad. Cuando la esquizofrenia fue delineada a comienzos
del siglo XX, Kraepelin y Eugen Bleuler acentuaron la importancia de definir la
enfermedad. Ámbos enfatizaron que los síntomas psicóticos, tales como las ilusiones y
alucinaciones, no son específicos de la esquizofrenia. Para ambos, la característica más
importante fue el deterioro en la agilidad del pensamiento en una forma fluyente, clara y
lógica.
2.1. Epidemiología
La epidemiología de la esquizofrenia todavía se enfrenta con una serie de problemas
metodológicos sin resolver. Entre estos problemas se encuentra la definición del
diagnóstico por el criterio convencional, la variabilidad del curso de la enfermedad a pesar
de la similitud de síntomas psicopatológicos y la heterogeneidad en las poblaciones de
estudio. La distribución de la enfermedad difiere del área geográfica, cultura, estrato social,
lugar que ocupa en la familia, edad y sexo (Häfner y Maurer, 1994).
La esquizofrenia es principalmente un trastorno de adolescentes y adultos jóvenes.
La edad se sitúa entre los 18 y los 25 años en hombres, y de 26 a 35 en las mujeres. Sin
embargo, no se descarta el inicio de la enfermedad durante la infancia, inicios de la
adolescencia o últimas fases de la vida, estos individuos tienen su primer contacto con
servicios de salud mental entre los 25 a 35 años para ambos sexos (Jablensky, 2000). Las
mujeres presentan los síntomas 3 o 4 años después que los hombres, reiniciándose la
sintomatología a la edad de 40 a 45 años. En conjunto, la esquizofrenia es determinada por
factores (genéticos y generalmente biológicos) por ejemplo, en las mujeres los estrógenos
actúan como neuroprotectores (Häfner y cols., 1991).
pág. 3
2.2 Etiología de la esquizofrenia
En la actualidad se desconoce el origen de la enfermedad, pero se le ha atribuido
una etiología multifactorial. Se ha propuesto que la aparición del cuadro clínico involucra
factores de tipo genético, de entorno social, psicológico, alimentario, bioquímico y
ambiental.
a) Genético
La expresión genética de la esquizofrenia en general está influenciada por factores
de origen ambiental o intrínseco, pero que últimamente cuenta con un mecanismo
molecular para el control en la trascripción y traducción de genes que se mencionan más
adelante. Los factores epigénicos pueden afectar la transcripción genética, sin cambios en
las secuencias de nucleótidos y ejercer sus efectos a través de dos principales mecanismos:
la estructura de la cromatina y la metilación del DNA (Henikoff y Matzke, 1997).
Los genes del neurodesarrollo que influyen en la citoarquitectura de la corteza
cerebral, regulan la posición y migración de neuronas que son obviamente elegidas para la
investigación histopatológica de la esquizofrenia. El análisis en tejidos posmortem de
pacientes esquizofrénicos ha mostrado desregulación de genes relacionados a la
mielinización, lo que sugiere una interrupción en la función del oligodendrocito. Así como,
los genes involucrados en la plasticidad sináptica, desarrollo neuronal, neurotransmisión y
transducción de señales que son alterados en los niveles de expresión (Hakak y cols.,
2001).
Actualmente, sólo hay tres genes que parecen conferir relativamente el riesgo para
padecer esquizofrenia, éstos son el gen que codifica al receptor 2A de la serotonina
(5HTR2A), el gen del receptor de dopamina tipo 3 (D3) (Lohmueller y cols., 2003) y un
tercer gen, el cual codifica a la catecol-O-metil transferasa (COMT) (Shifman y cols.,
2002). La relevancia de estos genes para la etiología de la esquizofrenia aún se encuentra
en discusión.
pág. 4
También, se ha observado una cierta prevalecía hereditaria Fig. 1, si uno de los padres
padece esquizofrenia, el hijo tiene un 12% de posibilidades de desarrollar dicho trastorno y
si ambos padres son esquizofrénicos, el niño tiene un 39% de probabilidades. Un niño con
padres sanos tiene un 1% de posibilidades de padecer este trastorno, mientras que un niño
con un hermano con este desorden tiene un 8% de probabilidades (De Lisi, 2000). Los
genes identificados actualmente se encuentran en los cromosomas 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,
13, 15, 18, 22 y X (Wong y Van Tol, 2003).
Enfermo
Sano
Figura 1. Posibilidad de heredar la enfermedad de esquizofrenia.
a) Ambiental
Hay estudios basados en la población que indican que los nacimientos en la ciudad,
en inicios de la primavera y a finales del invierno o eventos traumáticos durante la infancia
están asociados con la enfermedad. Similarmente, se han reportado muchos riesgos
ambientales, tales como el estrés maternal y la malnutrición prenatal, probablemente
después del desarrollo cerebral pre y perinatal.
Una variedad de infecciones maternas han sido implicadas y se ha sugerido que la
inflamación como respuesta a una infección involucra a las citocinas las cuales se producen
enla madre, la placenta o el feto (Gilmore y Jarskog, 1997). La inflamación producida por
las citocinas en respuesta a la infección materna puede tener efectos sobre el desarrollo de
la neuronas, en donde las citocinas regulan los procesos del neurodesarrollo implicados en
la esquizofrenia, como programar la muerte celular y el desarrollo sináptico.
pág. 5
Recientes estudios basados en la población han demostrado tres grupos de
complicación obstétricas que estan significativamente relacionadas con la esquizofrenia:
a) Complicaciones durante el embarazo (sangrados continuos, preeclampsia, diabetes e
incompatibilidad del grupo Rh).
b) Crecimiento y desarrollo anormal fetal (nacimiento prematuro o bajo peso al nacer,
malformación congénita, cabeza pequeña).
c) Complicaciones del parto (atonia uterina, asfixia, realización de cesárea).
(Cannon y cols., 2002)
La hipoxia fetal o daño isquémico durante el desarrollo del cerebro puede ser un
mecanismo asociado con la preeclampsia, la atonia uterina, asfixia y la cesárea (Buka y
cols., 1993). Además, la poda sináptica cortical prematura ha sido implicada en la hipoxia
fetal asociada con anormalidades estructurales del cerebro entre pacientes con ataques
tempranos esquizofrénicos (Rosso y cols., 2000). La hipoxia y la isquemia en bebés
prematuros puede causar hemorragias intra y periventriculares con consecuencias a largo
plazo en el alargamiento ventricular, disminuyendo el volumen del hipocampo y alterando
al cuerpo calloso (Van Erp y cols., 2002).
Se ha reportado que en el líquido cefalorraquídeo en pacientes con inicios de
esquizofrenia o desorden esquizoafectivo contenían una secuencia retroviral endógena
(HER-W), cuya trascripción está regulada en la corteza frontal en cerebros de pacientes
esquizofrénicos posmortem (Karlsson y cols., 2001). Estos reportes previos apoyan la
teoría acerca de la etiología viral de la esquizofrenia y los resultados sugieren que los
ataques de la enfermedad en algunos pacientes pueden ser relacionados a la activación en la
trascripción de ciertos elementos retrovirales en el cerebro.Los estudios epidemiológicos
han indicado un incremento en la incidencia de la esquizofrenia en descendientes de
mujeres que han sido sujetas a irradiaciones en su primer trimestre de embarazo
(Loganovsky y Loganovskaja, 2000). Estudios en monos rhesus radiados durante el
periodo de la neurogenesis tálamica en el útero, demostraron pérdida neuronal en núcleos
talámicos específicos; así como, un decremento en el neuropil cortical durante la infancia,
lo que exhibe la deformación y perdida de tejido talámico (Schindler y cols., 2002)
característico de pacientes esquizofrénicos.
pág. 6
2.3. Diagnóstico
Es una enfermedad que ataca algunas de las funciones mas avanzadas del cerebro
humano. Los síntomas pueden ser divididos dentro de tres principales categorías: psicóticos
o ―síntomas positivos―, de déficit o ―síntomas negativos‖ y los deterioros cognitivos. El
deterioro cognitivo en la esquizofrenia afecta la funciones como la atención, la memoria y
el funcionamiento intelectual (Weickert y cols., 2000). Los síntomas negativos y
cognitivos son más persistentes y crónicos, mientras que los síntomas psicóticos tienen un
patrón episódico, sólo cuando se manifiestan usualmente los pacientes son hospitalizados.
El DSM-IV postula los criterios para diagnóstico sindrómico de la esquizofrenia
(American Psychiatric Association, 1995).
Criterio A: Para el diagnóstico de esquizofrenia se requiere la presencia de dos o más de
los síntomas siguientes (Tabla 1), durante un periodo de un 1 mes (o menos, en caso de
tratamiento efectivo):
Tabla 1. Cuadro clínico de la esquizofrenia
Síntomas positivos
Síntomas negativos
Ideas delirantes
Alucinaciones
Conductas catatónicas ó gravemente desorganizadas
Aplanamiento afectivo
Alogia
Abulia
Decremento de interacciones sociales
Habla espontánea
Anhedonia
Criterio B: Disfunción socio-laboral. Se refiere al deterioro en las relaciones
interpersonales y en general en la actividad social y laboral, que aparece como
consecuencia de la irrupción de la enfermedad.
Otros criterios complementarios definen la duración de los síntomas; proponiendo la
exclusión del consumo de sustancias y/o enfermedades médicas que expliquen la aparición
del cuadro (siempre se recomienda descartar la psicosis inducida por consumo de drogas u
otras causas orgánicas como parte de la evaluación diagnóstica inicial del paciente); y
también inciden en aspectos del diagnóstico diferencial (trastorno esquizoafectivo, trastorno
pág. 7
delirante crónico, trastorno esquizotípico de la personalidad). Tiene mayor interés desde el
punto de vista terapéutico resaltar la clásica subdivisión de la esquizofrenia en cuanto a su
modo de presentación en combinación de síntomas (tipo paranoide, catatónica, hebefrénica,
indiferenciada y residual) (American Psychiatric Association, 1995).
Esquizofrenia con predominio de síntomas positivos.
Se caracteriza por la presencia de alucinaciones, delirios, etc. (síntomas positivos).
El inicio es generalmente brusco o agudo, no hay un gran deterioro cognitivo, y responde
bien al tratamiento con los neurolépticos. Queda preservado en gran medida el
funcionamiento social.
Esquizofrenia con predominio de síntomas negativos.
Menor incidencia de delirios y alucinaciones, a la vez que mayor presencia de
síntomas negativos, como son la apatía o la abulia. El comienzo del trastorno suele ser lento
e insidioso, con tendencia al deterioro y hacia la cronicidad. La respuesta a los
neurolépticos es pobre.
3. NEUROPATOLOGÍA Y NEUROQUÍMICA
La esquizofrenia presenta distintas clasificaciones utilizadas en la práctica clínica
que no aportan información suficiente relacionada con su fisiopatología. Estudios
enfocados a cambios de estructuras cerebrales que han sido asociadas con los síntomas de
la esquizofrenia; desde que la dopamina DA ha sido implicada en la etiología, áreas del
cerebro altamente inervadas por neuronas dopaminérgicas han tenido un interés especial,
como el sistema límbico, corteza frontal y ganglios básales, Weinberger (1995) ha
mostrado una reducción en el volumen de los ganglios básales, lóbulo temporal y regiones
límbicas, desorganización de la capa de células piramidales del hipocampo y atrofia de las
capas corticales.
pág. 8
Los hallazgos neuroanatómicos más importantes procedentes de los estudios
estructurales de resonancia magnética (RM) en la esquizofrenia incluyen aumento
ventricular, anomalías en el lóbulo temporal medial (amígdala, hipocampo y circunvolución
parahipocámpica), la circunvolución temporal superior, el lóbulo parietal (en particular el
lóbulo parietal inferior y sus subdivisiones de la circunvolución angular y de la
circunvolución supramarginal) y regiones cerebrales subcorticales incluyendo el cerebelo,
los ganglios básales, el cuerpo calloso y el tálamo (Harrison 1999; Lencz y cols, 2001).
Las anomalías estructurales y funcionales en el cerebro de los pacientes esquizofrénicos son
bastante heterogéneas de forma similar a la heterogeneidad cognitiva, conductual y
emocional de la propia enfermedad.
La patología neuroquímica de la esquizofrenia se divide en dos hipótesis: la
hipótesis dopaminérgica de que los síntomas de la esquizofrenia son debido a una
sobreactividad dopaminérgica. Este puede surgir debido al exceso de dopamina o a una
elevada sensibilidad de los receptores. La hipótesis es originada con el descubrimiento de
que todos los fármacos antipsicóticos son efectivos antagonistas de receptores D2 y a
fármacos que liberan dopamina tales como anfetamina que pueden producir una psicosisparanoia (Roberts y cols., 1997). Sin embargo, a pesar de la longevidad de esta hipótesis
todavía no hay un acuerdo de la anormalidad natural o evidencia de que la DA tiene un
papel causal de la enfermedad. Existe la hipótesis que esta anormalidad este presente en las
neuronas presinápticas en la esquizofrenia, lo cual está implicando en una disfunción en el
almacenaje presináptico, transporte vesicular, liberación, recaptura y mecanismos
metabólicos en el sistema mesolímbico dopaminérgico (Laruelle y cols., 1999). Esta
desregulación e hipersensibilidad de las neuronas presinápticas de DA podría conducir a
consecuencias a través de la inducción por sensibilización y/o estrés oxidativo (Lewis y
Lieberman, 2000; Laruelle, 2000).
La hipótesis glutamatérgica, se origina al presentarse una hipoactividad en la
neurotransmisión. Hay evidencia en que la deficiencia del receptor de glutamato ocurre en
la esquizofrenia (Hirsch y cols., 1997). Además la administración de antagonistas nocompetitivos a receptores NMDA, los cuales reducen la expresión de receptores NMDA se
asocian con un extenso rango de síntomas esquizofrénicos y los fármacos que incrementan
pág. 9
la función de los receptores NMDA reducen los síntomas negativos y déficit cognitivos en
esquizofrénicos crónicos que reciben neurolépticos. Otros mecanismos propuestos para
explicarla es la participación del sistema glutamatérgico que se centra sobre sus
interacciones con la DA (Carlsson y Carlsson, 1990).
4. SISTEMA LÍMBICO
Las sustancias adictivas producen sus efectos a través de acciones en el componente
límbico de los ganglios basales, un circuito de núcleos que son responsables para la
influencia motivacional, emocional, contextual, afectiva e información sobre la conducta
Fig. 2. Los núcleos límbicos incluyen a la amígdala, hipocampo y la corteza medial
prefrontal, la cual envía la mayor cantidad de proyecciones al núcleo accumbens, el cual, se
subdivide en subregiones límbicas y motoras conocidos como coraza (shell) y núcleo
(core), respectivamente (Heimer y cols., 1997). El núcleo accumbens tiene dos principales
salidas que son: una proyección directa GABAérgicas al pálido ventral y otra al a los
axones del área ventral tegmental (AVT). El pálido ventral envía eferencias GABAérgicas
al tálamo medio dorsal, las proyecciones glutamatérgicas del tálamo medio dorsal a la
corteza media prefrontal (CmPF) terminando en éste, el circuito límbico (Zahm, 2000).
pág. 10
Figura 2. Representación de la interconectividad existente entre estructuras del sistema límbico.
CmPF: corteza media prefrontal.
Las neuronas de origen de la proyección mesolímbicas dopaminérgica se localizan
en el AVT. El área ventral tegmental no recibe ninguna entrada directa, pero es inervada
por estructuras como la corteza prefrontal, el núcleo accumbens, pálido ventral y una
variedad de conexiones entre neuronas alineadas en columna a lo largo del mesencéfalo que
unen a la corteza prefrontal con la médula espinal (Geisler y Zahm, 2005). El AVT debe
ejercer una enorme capacidad para reconocer e integrar los signos de una amplia gama de
modelos y que culmina con la sincronización en la actividad del disparo y la liberación de
DA en áreas especificas, sobre todo en el núcleo accumbens y corteza prefrontal (Floresco
y cols., 2003; Bamford y cols., 2004). La señalización de AVT se ha reportado que es
patológicamente alterada en el abuso de sustancias y en la esquizofrenia (Ungless y cols.,
2001; Saal y cols., 2003).
pág. 11
4.1. Corteza media prefrontal
La corteza prefrontal esta dividida en tres regiones diferentes, la corteza media
prefrontal que constituye la mayor porción de la pared media del hemisferio anterior y
dorsal del cuerpo calloso. Una región cortical ventral que comprende la corteza orbital
prefrontal y una región lateral en la que se localiza la corteza insular granular (Heidbreder
y Groenewegen, 2003). Al parecer, presenta interconexiones fuertes en áreas
citoarquitectónicas entre regiones ventral y dorsal de la corteza media prefrontal. Además,
las áreas dorsales presentan conexiones más abundantes con la corteza sensomotora,
mientras ventralmente la corteza media prefrontal tiene interconexiones mucho mayor con
la corteza asociativa y límbica. Las neuronas de corteza media prefrontal e la capa 3 y 5
presentan un soma triangular característico (25-30 µm de diámetro) del ápice que emerge
de la dendrita apical que se extiende hasta la capa 1 de la corteza (Alquicer y cols., 2008).
Las proyecciones del área de cíngulo anterior se extienden ventralmente para incluir
al núcleo acumbens core. La parte dorsal del área prelímbica proyecta a la parte media del
caudado-putamen, la región ventral de la corteza prelímbica envía fibras al extremo
ventromedial del caudado-putamen, adyacente al accumbens core y partes del shell. El área
orbital media e infralímbica inervan al shell, así como partes del core importante en el
control motor de las emociones y/o tareas condicionadas (Heidbreder y Groenewegen,
2003).
5. GANGLIOS BASALES
Los Ganglios Basales (GB) son un grupo de núcleos situados en la base de los
hemisferios cerebrales, constituyen un sistema que funciona de manera integral en la
organización y ejecución de patrones normales del movimiento (Marsden y Obeso, 1994).
Se considera que las conexiones de los GB conciernen a las estructuras motrices, a la
corteza asociativa y al sistema límbico. La funcionalidad de los GB obedece a organización
somatotópica en los componentes sensomotores, donde predomina más la organización del
movimiento sobre la representación de los de músculos o segmentos corporales (Álvarez y
cols., 2001).
pág. 12
El control motor es regulado por el neuromodulador dopamina. Sin embargo, no es
la única sustancia que participa como neuromodulador, puesto que existen otras sustancias
involucradas como es el caso de la adenosina que participa en el control motor modulando
receptores dopaminérgicos (Fuxe y cols., 1996). La interpretación de la función de los GB
se basa en un paradigma hipotético, obtenido a partir de estudios anatómicos y funcionales,
en diferentes modelos experimentales de lesión y en sujetos afectados por enfermedades o
lesiones de esas estructuras (Alexander y cols., 1986).
5.1. Funcionamiento de los Ganglios Basales
El cuerpo estriado es la estructura de entrada al circuito de los GB conformada por
neuronas gabaérgicas y colinérgicas. La principal entrada que recibe el estriado es
excitadora, mediada por glutamato y proviene de todas las áreas de la corteza cerebral, con
excepción de las áreas visual y auditiva. El circuito motor está dividido en dos sistemas de
proyección (vía directa y la vía indirecta) que parte de subpoblaciones diferentes de
neuronas estriatales y terminan ámbos en el complejo GPi/SNr. La vía directa inerva del
estriado al GPi/SNr a los que se les denomina núcleos de salida y se proyectan al tálamo
con carácter inhibidor, por último del tálamo a la corteza motora con carácter excitador. La
vía indirecta, además de conectar al estriado y a los núcleos de salida, las primeras
inervaciones pasan a través GPe y posteriormente al núcleo subtalámico (NST), con la
eferencia del NST al GPi/SNr siendo excitadora (Kitai y cols., 1976).
Se piensa que estas vías complejas retienen la integración funcional por medio de la
neuromodulación que ocurre a través de los receptores dopaminérgicos de la vía directa
sobre las neuronas estriatales. En las neuronas estriatales de la vía directa predominan los
receptores D1 dopamina, mientras que en la vía indirecta prevalecen los receptores de
dopamina D2. El estímulo de los receptores D1 de las neuronas estriatales de la vía directa
incrementa la inhibición del GPi/SNr los cuales reducen la inhibición que se proyecta al
tálamo con carácter de excitación, a su vez se proyecta a la corteza facilitando el
movimiento. Por el contrario, el estímulo de los receptores D2 en las neuronas estriatales de
la vía indirecta incrementan la inhibición GPe reduciendo la inhibición NST; esto activa el
GPi/SNr incrementando la inhibición del tálamo (TAL) reduciendo excitación
pág. 13
glutamatérgica a la corteza motora, inhibiendo el movimiento (Albin y cols., 1989; Smith
y cols., 1998) Fig. 4.
Figura 3. Fisiología de los ganglios basales en estado normal.
Las inervaciones indican los circuitos fundamentales y su grosor el nivel de actividad, en cada caso se señalan
los neurotransmisores más importantes Glu: glutamato, GABA: Ácido gamma amino butírico, DA: dopamina,
D1 y D2: receptores dopaminérgicos (Albin y cols., 1989; Smith y cols., 1998).
5.2. Estriado
El estriado contiene una pequeña población de interneuronas colinérgicas gigantes
distinguido por sus largos cuerpos, actividad tónica y densa arborización axonal (Zhou y
cols., 2002). Sin embargo, la mayoría de las células estriatales son neuronas espinosas
medianas caracterizadas por su alta densidad de espinas. El estriado se divide en dos
porciones principales estriado dorsal (caudado-putamen) y estriado ventral (núcleo
accumbens).
pág. 14
Las diferentes funciones del caudado y el putamen en un nivel mayor en pruebas de
aprendizaje y memoria han sido examinadas en animales usando técnicas farmacológicas,
lesiones y conductuales. En humanos, una aproximación común para la investigar la
función de estas aéreas ha sido estudiar los déficits que acompañan la patología de los
ganglios basales como se ha encontrado en las enfermedades de Parkinson y de Huntington.
El caudado y el putamen son los núcleos de entrada principales a los ganglios
basales, recibe los axones próximos de casi todas partes de corteza aparte de la visual,
auditiva y corteza olfatoria. El caudado y el putamen se interconectan recíprocamente con
la sustancia nigra y la mayoría de la salida de los ganglios basal se envía vía sustancia
nigra y globo pálido pertenecientes al circuito cortico-estriatal (Alexander y cols., 1986).
Los tres principales circuitos son: circuito límbico (involucrando principalmente las
áreas estriatal-ventral), circuito sensomotor (involucra el área caudal) y circuito asociativo
(involucrando área dorsal y rostral). El circuito límbico comprende el estriado
ventromedial, incluyendo el núcleo accumbens y rostral. El núcleo caudado ventral y
putamen reciben comunicación de la corteza media prefrontal y orbital (Haber y cols.,
2000; Kunishio y Haber, 1994). En contraste, el circuito asociativo involucra la cabeza del
caudado y la mayoría del putamen rostral, el cual recibe inervaciones de la corteza de
prefrontal, dorsolateral, corteza motora, corteza parietal posterior (Parent, 1990; Parent y
Hazrati, 1995).
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5.3. Núcleo Accumbens
La función del núcleo accumbens (NAc) Fig. 5 es la de integración límbico-motora,
donde el NAc es parte del estriado ventral en los ganglios básales. El NAc recibe aferencias
de la corteza prefrontal (CPF), hipocampo (HC) y amígdala; así como del tálamo y
proyecciones del pálido ventral, AVT y del hipotálamo lateral (Zahm, 2000). El NAc está
asociado a la integración de las vías límbicas y cognitivas, y está involucrado
primordialmente con la regulación de la función motora. Además, es blanco de varias
sustancias de abuso incluyendo la cocaína, anfetamina, heroína, morfina, nicotina y alcohol
(Berke y Hyman, 2000). Las proyecciones dopaminérgicas mantienen distintas topografías
dentro de las subdivisiones del estriado dorsal y las dos divisiones del NAc, la coraza y el
núcleo (Usada y cols., 1998). Estas subregiones se basan en las diferencias anatómicas y
bioquímicas. La coraza presenta conexiones de carácter límbico recibiendo importantes
entradas glutamartérgicas desde el hipocampo y la amígdala centromedial; así como
dopaminérgica desde el AVT. El núcleo es una extensión del estriado dorsal, que presenta
un carácter motor: recibe aferencias glutamatérgicas de la corteza motora y dopaminérgica
de la sustancia negra compacta, y presenta conexiones gabaérgicas de salida hacia el pálido
ventral que forman parte de los ganglios basales (Heimer y cols., 1997). La dopamina
procedente tanto del AVT y la SNc, parecen ser esenciales para la activación neuronal
normal durante la programación límbica y motora, donde la DA del AVT actúa en la coraza
para modular el potencial de acción y la DA del SNc lo refuerza, en procesos como la
ingesta, la conducta sexual, la recompensa, la autoadministración de drogas, respuesta al
estrés (Fernández-Espejo, 2000).
La células que predominan en el NAc son neuronas espinosas medianas, las
neuronas de tipo GABAérgico comprenden el 95 % de la población total (O’ Donnell y
Grace, 1993), el resto de la población esta comprendida por interneuronas GABAérgicas y
colinérgicas.
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NAcc
NAcsh
Figura 4. Subdivisión del estriado, representación de cortes transversales de cerebro de rata.
Consiste del complejo caudado-putamen, núcleo accumbens (NAc) y sus subregiones; núcleo accumbens core
(NAcc) y Shell (NAcsh). Los números indican las distancias anteriores a partir de bregma de acuerdo por
Paxinos y Watson (1998).
5.4. Núcleo subtálamico
El núcleo subtálamico ha sido considerado como una importante estructura en la
modulación de la actividad de salida de las estructuras de los ganglios basales. Las
funciones motoras del NST son base de observaciones clínicas en pacientes humanos con
hemibalismo contralateral inducido por isquemia e implicada en la patofisiología de la
enfermedad de párkinson (EP). A pesar del interés actual, poco es conocido acerca de sus
funciones normales en relación al movimiento.
El NST es una estructura de forma de lente biconvexa rodeada por densas fibras de
mielina, sus limites anteriores y laterales están envueltas por fibras de la capsula interna
que separan este núcleo lateralmente del globo pálido, localizado debajo del tálamo entre la
sustancia negra innominata y el pedúnculo ventral. El soma de sus neuronas que mide (1025 m en roedores y 35-40 m en primates), presenta dos tipos de terminales sinápticas:
pequeñas de forma asimétrica (posiblemente glutamatérgica) y largas de forma simétrica
(posiblemente gabaérgica).
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La organización intrínseca del NST Fig. 5 dentro de los GB ha sido dividida en tres
unidades funcionales: motora, asociativa y
límbica; inerva respectivamente, regiones
motoras, asociativas y regiones límbicas del estriado, pálido y SNr. El circuito motor
comprende: (i) áreas corticales motoras, (ii) la porción dorsolateral del putamen y un borde
pequeño de la cabeza del caudado, (iii) la parte lateral del globo pálido (GPe y GPi) y una
pequeña porción del SNr. El circuito asociativo está compuesto por: (i) regiones corticales
asociativas (corteza prefrontal), (ii) núcleos caudados y rostral del putamen a la comisura
anterior, (iii) parte medial y dorsal del globo pálido (GPe y GPi) y SNr. El circuito límbico
está compuesto por: (i) aferencias corticales límbicas corteza orbitofrontal (OFC) y
cíngulo), (ii) el NAc y porción rostral del estriado, (iii) subcomisura ventral del pálido,
pequeñas regiones límbica en la porción ventral del globo pálido, la punta medial de la SNr
y el AVT (Clement y cols., 2004).
El SNT está subdividido en rostral y caudal. La porción media rostral se
considerado que comprende áreas límbicas y parte de regiones asociativas. La parte ventral
de la porción lateral del rostral comprende también regiones asociativas. La dorsal de la
porción lateral del rostral y el caudal son relacionados al circuito motor.
Figura 5. Representación esquemática de la organización intrínseca del núcleo subtalámico.
En base a la funcionalidad tripartita de los ganglios basales (Clement y cols., 2004).
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El NST está localizado entre la sustancia negra y el núcleo entopeduncular (NEP) de
la rata o GPi en el humano o primate, debe su nombre a su posición por debajo del tálamo
(Smith y cols., 1990). Las principales aferencias al NST provienen del globo pálido
externo, SNc, corteza motora, núcleo de rafe, núcleo pedúnculo pontino (NPP) y complejo
núcleo centromedial/parafascicular del tálamo (Fig. 6) (Albin y cols., 1989), otras regiones
proveen menores inervaciones al NST en los roedores, tales como el núcleo reticular del
tálamo, zona incerta, locus coeruleus, hipotálamo, amígdala y núcleo tegmental dorsolateral
(Canteras y cols., 1990). Poco se sabe acerca de su organización y funciones fisiológicas
del NST. Sus principales salidas son GPi /NEP y SNr (94% del total de las células del NST
de la rata). Otras salidas son al CPu y al núcleo NPP, ambos componentes de la sustancia
negra en roedores y primates se han descrito las vías subtálamo-palidal, subtálamo-estriatal
y subtálamo tegmental (Smith y cols., 1990).
El NTS está constituido principalmente por células Golgi tipo I, además de poseer
pocas internueronas (Rafols y Fox, 1976), estas neuronas usan glutamato como
neurotransmisor.
Diferentes
estudios
han
sugerido
la
presencia
de
inervación
dopaminérgica al NST, la cual proviene la SNc (Campbell y cols., 1985) principalmente
en su porción rostral. Además, el NST es una nodo clave dentro del circuito
corticoestriadal-talámico que conecta a los ganglios basales a la corteza y regiones límbicas
que están involucradas en conductas a objetivos directos, incluyendo al núcleo accumbens
y a la corteza frontal (Alexander y cols., 1986).
Entre los moduladores que regulan la actividad neuronal del NST, el GABA es el
principal neurotransmisor en la vía palido-subtalámico, el cual comprende la mayor
proyección inhibidora. La dopamina modula la actividad glutamatérgica y la aferencia
palidal gabaérgica, las terminales dopaminérgicas en las neuronas del NST se encuentran
principalmente en los cuellos de las espinas dendríticas. El núcleo pedúnculo pontino
(PPN) y el núcleo tegmental laterodorsal presenta eferencias colinérgicas al tálamo en
roedores (Clement y cols., 2004).
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También recibe una densa inervación de serotonina (5-HT) que proviene del núcleo
de rafe dorsal (Canteras y cols., 1990). Además, se ha mostrado que expresa varios
subtipos de receptores incluyendo 5-HT1A, 5-HT1B, 5-HT2C y 5-HT4 (Bruinvels y cols.,
1993; Pompeiano y cols., 1994; Wright y cols., 1995; Compan y cols., 1996). Shen y
Johnson (2008) encontraron que la 5-HT in vitro reduce las corrientes de glutamato y
GABA, sugiriendo que la 5-HT actúa presinápticamente inhibiendo la transmisión sináptica
por el receptor 5-HT1B.
Figura 6. Representación esquemática de los contactos sinápticos de las aferencias mayores al núcleo
subtálamico.
Fibras del tegmentum, SNc, corteza motora, CM/Pf del tálamo y raphe dorsal, contacto principalmente de
dendritas distales, mientras es inhibido por el pálido inerva en mayor parte de dendritas y soma. ACh =
acetilcolina; CM/Pf = complejo centromedial/parafasicular del tálamo, DA = dopamina, GABA- = acido aminobutirico; GLU+ = glutamato; GPe = globo pálido externo; 5HT = serotonina; SNc = sustancia negra
compacta (Clement y cols., 2004).
pág. 20
Estudios iníciales de la lesión del NST enfocados sobre los efectos motores
mostraron que la lesión de este núcleo en roedores, humano y primates induce balismo. En
ratas la lesión bilateral incrementa la respuesta anticipada en pruebas de tiempo de reacción
(Baunez y cols., 1995), mientras que la lesión unilateral produce conducta de giro
espontanea (Kafelzopoulos y Papadopoulos, 1983) o daño postural (Phillips y cols.,
1998). Recientemente las funciones cognitivas del NST están siendo investigadas: afecta la
atención visual (Baunez y Robbins, 1997); incremento de actividad motora condicionada
(Baunez y cols., 2001). Se ha mostrado la presencia de una adenilato ciclasa estimulada por
dopamina o sus agonistas (anfetamina y apomorfina) en el NST (Brown y cols., 1979). El
excesivo disparo de las neuronas del NST contribuye a la acinesia en la enfermedad de
Parkinson (Benedetti y cols., 2004). La importancia del NST en el control motor es
evidente por la efectividad a los efectos terapéuticos de la lesión quirúrgica en el modelo
animal con enfermedad de párkinson (Bergman y cols., 1990) y estimulación de alta
frecuencia en pacientes con Parkinson (Krack y cols., 1998).
6. MODELO ESQUIZOFRÉNICO EN ANIMAL
Los modelos animales son importantes en el desarrollo de la investigación en los
mecanismos de las enfermedades humanas y en el diseño de nuevos tratamientos.
Desafortunadamente, no hay modelos que capturen todas las características de la
esquizofrenia; sin embargo, un número de modelos genéticos, farmacológicos, de lesión
estructural y ambiental, simulan ciertos aspectos de la enfermedad que son usados en la
investigación de fármacos antipsicóticos. Ninguno de estos modelos ha tenido el espectro
completo de las anormalidades en la esquizofrenia aplicados en roedores y primates.
Un modelo animal puede representar una enfermedad sobre tres diferentes niveles:
1) Poder reproducir factores inductores (un defecto genético y procesos patológicos
subsecuentes fundamentales de la enfermedad).
2) Poder simular la fenomenología (una serie de síntomas esquizofrénicos).
3) Poder pronosticar el grado de reacción ante los tratamientos farmacológicos
(fármacos antipsicóticos).
pág. 21
Los modelos de lesión han contribuido a nuestra compresión de la patofisiología y
funciones del neurodesarrollo de varias regiones del cerebro en relación con la
esquizofrenia. Los modelos animales de lesión permiten monitorear el desarrollo cerebral
que puede ser correlacionado con la conducta o marcadores neurobiológicos usados en
humanos.
6.1. Lesión neonatal excitotóxica hipocampal
La técnica de lesión por medio del ácido iboténico (IBO) ha sido introducida por
Schwarcz y cols. (1979). El IBO ha mostrado actuar como un potente neuroexcitante, se
une a los receptores postsinápticos NMDA localizados en las dendritas de la neurona,
permitiendo al Ca+2 acceder al ambiente libremente al entorno intracelular, cuya entrada
excesiva de Ca+2 lleva finalmente a la muerte de la neurona. Los axones no poseen
receptores excitadores y por consiguiente no es vulnerable al efecto del IBO (Hoshina y
cols., 1994).
El modelo de lesión de hipocampo ventral con IBO es de interés particular porque
incorpora muchas características de la esquizofrenia, esta región es un blanco primario en la
histopatología del hipocampo encontrada en pacientes esquizofrénicos, ya que se encuentra
inervado por el estriado, el cual, esta involucrado en la regulación subcortical en la
liberación de DA. La lesión del HV incrementa la conducta motora ante ambiente nuevo y
los niveles de DA (Lipska y cols., 1992), lo cual es consistente con la hipótesis
dopaminérgica de la esquizofrenia.
La lesión de HV produce anormalidades conductuales y bioquímicas similares a lo
visto en modelos farmacológicos usados para probar agentes antipsicóticos y en pacientes
con esquizofrenia (Tabla 2). Aunque los animales con esta lesión parecen normales,
posteriormente desarrollan hiperactividad espontánea y por la estimulación de anfetamina o
estrés cuando son comparados con los controles. Estos animales han mostrado un deterioro
en la inhibición del pre-pulso (IPP) que desarrollan después del día 56 (pospúber) y no a los
35 días (prepúber) (Le Pen y Moreau, 2002), las interacciones sociales (Becker y
Grecksch, 2003), la conducta de recompensa-buscada (Le Pen y cols, 2002), decremento
de la catalepsia inducida por el haloperidol, decremento a las estereotipias inducidas por la
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apomorfina y déficit en el aprendizaje espacial y la memoria de trabajo (Chambers y cols.,
1996). Además, han atenuado los niveles de DA en el estriado después de la exposición al
estrés y a la anfetamina (Lillrank y cols., 1999).
Tabla 2. Modelo de lesión neonatal en hipocampo ventral
Modelo de lesión en HV
Cambios conductuales
Esquizofrenia
Hiperlocomoción al estrés
Déficit al IPP
Déficit al IL
Déficit en pruebas de alternaciones
retardadas
Reducción en contactos sociales
Hiperactividad inducida por anfetamina
Estereotipias inducidas por apomorfina
Reduce la catalepsia a haloperidol
Hiperactividad inducida por MK-801 y PCP
Vulnerabilidad al estrés
Déficit al IPP.
Déficit al IL.
Déficit en la memoria de
trabajo.
Aislamiento social.
Respuesta farmacológica
Incremento de síntomas por
agonistas dopaminérgicos.
Tolerancia a los neurolépticos.
Incremento de síntomas por
ketamina.
Cambios moleculares en la
Niveles NAA
Niveles NAA
corteza prefrontal
RNAm GAD67
RNAm GAD67
RNAm FNDC
RNAm FNDC
Abreviaturas: FNDC, factor neurotrófico derivado del cerebro; GAD67, glutamato descarboxilasa-67; IL,
inhibición latente; NAA, N-acetilaspartato; PCP, fenciclidina; IPP inhibición del prepulso al susto;
reducción contra controles. (Lipska y Weinberger, 2002)
Numerosos estudios se han enfocado sobre el daño neonatal del hipocampo en ratas
y en monos como un modelo potencial de la esquizofrenia, ya que varios cambios
estructurales y funcionales en el hipocampo han sido constantemente implicados en
humanos esquizofrénicos. Se ha considerado que la lesión neonatal del hipocampo puede
romper el desarrollo de la extensión del circuito cortical y subcortical en el cual el
hipocampo participa. Las lesiones fueron realizadas sobre regiones del hipocampo que
proyecta directamente a la corteza prefrontal, es decir, el hipocampo ventral y el subiculum
ventral (Carr y Sesack, 1996). Estas regiones corresponden al hipocampo anterior en
humanos que muestran anormalidades anatómicas durante la esquizofrenia. Además, la
lesión excitotóxica en HV en ratas jóvenes conlleva a la presencia de anormalidades
conductuales relacionadas con la DA, la cual muestra algunas similitudes en la conducta
observada en animales sensibilizados por psicoestimulantes. Cuando las ratas jóvenes
fueron evaluadas a los 35 días de edad, las ratas con lesión neonatal de HV fueron menos
sociales que los controles (Sams-Dodd y cols., 1997), pero por otra parte al ser evaluadas
en pruebas motoras involucradas con la exposición al estrés y agonistas dopaminérgicos se
mostraron normales. En animales adolescentes y adultos (DP 56) lesionados exponen
pág. 23
conductas notablemente marcadas que son vinculadas al incremento de la transmisión de
DA mesolímbica y nigroestriatal (hipersensibilidad motora al estrés y a estimulantes,
incremento de estereotipias) (Lipska y cols., 1993).
Es importante enfatizar que los hallazgos anatómicos de estudios posmortem de
neuroimagen y neuropsicológicos de pacientes esquizofrénicos han mostrado un mal
desarrollo en la corteza prefrontal y una desconexión en el desarrollo de las cortezas
temporolímbica y prefrontal (Lipska y Weinberger, 2002). Aunque los mecanismos
exactos de una aparente similitud en la desconexión y mala función de la corteza prefrontal
en ratas con lesión de HV requieren ser dilucidados, los hallazgos moleculares y
electrofisiológicos sugieren que las interacciones corticales aberrantes entre la DA,
glutamano y GABA pueden ser base de la disfunción cortical en ratas con lesión neonatal
de HV.
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7. JUSTIFICACIÓN
El sistema límbico ha sido implicado en la patogénesis de la esquizofrenia, ya que
se han descrito anormalidades en su conectividad estructural y funcional. Existe evidencia
que apoya la hipótesis de alteraciones del neurodesarrollo, que postula que un evento
temprano nocivo, daña la maduración normal del sistema límbico, resultando en la
aparición de los síntomas clínicos de la esquizofrenia al final de la adolescencia o al inicio
de la edad adulta. La lesión con ácido iboténico en hipocampo ventral en la rata neonata
reproduce algunas características neurobiológicas y conductuales similares a la
esquizofrenia. Las ratas lesionadas expresan conductas anormales a edad pospúber
relacionadas con el sistema glutamatérgico-dopaminérgico, presentando tanto signos
positivos como negativos propios de la esquizofrenia.
Las similitudes observadas entre el daño de la corteza media prefrontal y lesión del
núcleo subtálamico apoyan la idea de que éste, puede ser un sustrato patofisiológico común
entre los desordenes del movimiento y los neuropsiquiátricos, con base en la
interconectividad de los ganglios basales y la corteza frontal (Middleton y Strick, 2000).
Actualmente no existen reportes de los efectos de la lesión del núcleo subtálamico sobre la
lesión excitotóxica de hipocampo ventral en edad neonata, lo cual nos permita comprender
las alteraciones motoras y límbicas presentes en este modelo. Se ha demostrado que la
corteza prefrontal, el estriado y otras estructuras participan en la modulación de la
dopamina en la actividad motora.
pág. 25
8. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En el presente trabajo se evaluó el efecto de la lesión del núcleo subtalámico sobre
las conductas alteradas por la lesión excitotóxica de hipocampo ventral en la rata neonata
considerada como un modelo de esquizofrenia.
Los antecedentes revisados apoyan el papel en el que participa el núcleo
subtálamico en la motricidad y su posible participación de las vías subtálamo-palidal,
subtálamo-estriatal y subtálamo tegmental (Smith y cols., 1990). Sin embargo, los trabajos
sobre este núcleo se han dirigido clásicamente a la parte del control motor en la enfermedad
de Parkinson, sin tomar en cuenta los aspectos emocionales.
Aunque el núcleo subtalámico está involucrado en la salida del control motor, sus
funciones claramente están más allá de esto, debido a que sus interconexiones con la
corteza del cíngulo, corteza media prefrontal y corteza orbitofrontal, estructuras asociadas
con desordenes neuropsiquiátricos.
Quizás la participación de estos aspectos en un modelo animal de esquizofrenia
pueda demostrar que, la lesión del núcleo subtálamico pueda reducir la sintomatología
propia del modelo en la rata, como es el aislamiento social, la hiperlocomoción al estrés
ante un ambiente nuevo y la sensibilización ante agonistas dopaminérgicos. (Flores y cols.
1996; Lipska y Weinberger, 2002).
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9. HIPÓTESIS
La inervación dopaminérgica regula funciónes del núcleo subtalámico, la lesión de este
núcleo podría llevar a una reducción de las conductas presentadas por la lesión excitotóxica
de hipocampo ventral en la rata neonata.
10. OBJETIVO GENERAL
Mostrar que la lesión bilateral del núcleo subtalámico al día postnatal (DP) 60
aminora la sintomatología propia del modelo lesión excitotóxica hipocampo ventral en la
rata.
10.1 Objetivos particulares
Evaluar el efecto de la lesión del núcleo subtalámico producida al DP 60 en ratas
con lesión excitotóxica de hipocampo ventral a los 7 días de edad sobre:
 La actividad locomotora ante ambiente nuevo.
 La interacción social.
 El efecto de la administración de agonistas dopaminérgicos de tipo inespecífico
(apomorfina) o indirecto (anfetamina) sobre la actividad motora.
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11. METODOLOGÍA
11.1. Experimento
Sujetos de Experimentación
Se utilizaron ratas preñadas Sprague Dawley con 14 a 17 días de gestación
procedentes del Bioterio ―Claude Bernard‖ de la Benemérita Universidad Autónoma de
Puebla. Las ratas fueron albergadas individualmente en un ambiente controlando la
temperatura 35 °C y humedad 25% con un ciclo de luz/oscuridad de 12 horas (07:00-19:00
hrs.), con libre acceso a agua y alimento. Después del día de nacimiento se obtuvieron 4
cachorros macho por madre preñada, las cachorros obtenidos se emplearon al experimento
a los DP 7 y un peso de 15 a 18 g se asignaron a los grupos intacto, control y experimental.
Soluciones
 Solución salina isotónica NaCl 0.9 %.
 Solución amortiguadora de fosfatos salinos (BFS) 0.1 M, pH = 7.4.
Fármacos
 Ácido iboténico (SIGMA, St. Louis, MO, USA). La solución se preparó con 1 mg
de ácido iboténico disueltó en una solución amortiguadora de fosfatos salinos a una
concentración de 0.1 M y un pH = 7.4.
 Anfetamina (SIGMA, St. Louis, MO, USA). La solución se preparó con 1 mg
anfetamina disuelta en una solución amortiguadora de fosfatos salinos a una
concentración de 0.1 M y un pH = 7.4.
 Apomorfina (SIGMA, St. Louis, MO, USA). La solución se preparo con 0.5 mg de
apomorfina disuelta en una solución amortiguadora de fosfatos salinos a una
concentración de 0.1 M a un pH = 7.4 con ácido ascórbico al 0.1 % como
antioxidante.
pág. 28
Cirugía Estereotáxica neonatal de Hipocampo ventral DP 7
Se utilizaron 60 ratas macho de la cepa Sprague Dawley de 7 días posnatales los
cuales fueron separados al azar en 3 grupos:
a) Grupo intacto (n=20)
b) Grupo lesión falsa (sham) de hipocampo ventral (SHV) (n=20)
c) Grupo lesión neonatal de hipocampo ventral (LnHV) (n=20)
Las ratas fueron anestesiadas por hipotermia en un lapso de 15 min, se colocaron en
el equipo estereotáxico sobre un adaptador para ratas neonatas, en el cual, se realizó la
cirugía estereotáxica para lesionar bilateralmente el hipocampo ventral en las siguientes
coordenadas: AP= -3.0 mm, L= ± 3.5 mm y DV= -5.0 mm (Paxinos y Watson, 1998).
Se realizó un trépano con un diámetro de 1 mm en el cráneo bajo las coordenadas
correspondientes, por lo cual se administró bilateralmente en el hipocampo ventral 0.3 l de
ácido iboténico a una concentración de 10 g/ l.
Para el grupo SHV se aplicó el mismo protocolo administrando el vehículo,
solución amortiguadora de fosfatos salinos. En ambos casos la administración se realizó
durante un periodo de 2 min/hemisferio por medio de una bomba de infusión; la cánula se
mantuvo por un periodo de 3 minutos más, antes de removerla, para permitir una adecuada
difusión del fármaco o vehículo.
Al término de la cirugía se suturó la incisión y se procedió a marcar con tinta china
intradérmicamente a las ratas de acuerdo con su grupo, para posteriormente ser colocadas
sobre una almohadilla electrotérmica hasta su recuperación. Las ratas neonatas, ya
recuperadas e identificadas, se regresaron con su madre hasta el periodo de ablactación a
los 21 días postnatales, posteriormente fueron aisladas en grupos de 2 ratas por caja y
mantenidas bajo las condiciones antes mencionadas.
pág. 29
Cirugía Estereotáxica Pospúber de Núcleo Subtálamico DP 60
Se realizó una segunda cirugía estereotáxica en el núcleo subtalámico el DP 60 en
las ratas previamente operadas al DP 7 falsa lesión (sham) de hipocampo ventral o (SHV) y
lesión neonatal de hipocampo ventral (LnHV), las cuales fueron separadas en los siguientes
grupos con una n=10 cada uno:
a) Grupo intacto + falsa lesión (sham) del núcleo subtalámico; SNST
b) Grupo intacto + lesión del núcleo subtalámico; LNST
c) Grupo SHV + falsa lesión (sham) del núcleo subtalámico; SHV+SNST
d) Grupo SHV + lesión del núcleo subtalámico; SHV+LNST
e) Grupo LnHV + falsa lesión (sham) del núcleo subtalámico; SHV+SNST
f) Grupo LnHV + lesión del núcleo subtalámico; LnHV+LNST
Las ratas fueron anestesiadas por las administración de una solución de hidrato de
cloral a una concentración de 350 mg/kg i.p, se realizó la cirugía estereotáxica para lesionar
bilateralmente el nucleó subtálamico (NST) en las siguientes coordenadas: AP= -3.0 mm,
L= ± 2.5 mm y DV= -7.1 mm (Paxinos y Watson, 1998).
Se realizó un trépano con un diámetro de 2 mm en el cráneo bajo las coordenadas
correspondientes, por la cual, se administró bilateralmente en el NST, 0.5
l de ácido
iboténico en una concentración de 10 g/ l.
Para el grupo con lesión falsa (sham) del NST se aplicó el mismo protocolo
administrando el vehículo (BFS). En ambos casos la administración se realizó durante un
periodo de 2 min/hemisferio, por medio de una bomba de infusión; la cánula se mantuvo
por un periodo de 3 minutos más, antes de removerla para permitir una adecuada difusión
del fármaco o vehículo.
Al término de la cirugía se suturó la incisión y se procedió a marcar a las ratas de
acuerdo con su grupo para posterior identificación, se les dejo recuperar por dos horas, las
ratas ya recuperadas e identificadas se regresaron a su respectivo grupo por 30 días.
pág. 30
SUJETOS DE EXPERIMENTACIÓN
Ratas macho
Sprague Dawley
(N=60)
Provenientes del bioterio
―Claude Bernard‖
B.U.A.P
CIRUGÍA BILATERAL DE HIPOCAMO VENTRAL
DP 7
AP= -3.0
L= ± 3.5
P= - 5
INTACTO
(n=20)
LnHV
Falsa lesión (SHV)
(n=20)
(n=20)
Admon. de 0.3 l de
BFS 0.1M pH = 7.4
Admon. de 0.3 l de
IBO [10 g/ l.]
RECUPERACIÓN
CIRUGÍA BILATERAL DE NÚCLEO SUBTÁLAMICO
DP 60
AP= -3.0
L= ± 2.5
P= - 7.1
RECUPERACIÓN
pág. 31
Intacta + SNST
(0.5 l BFS)
n=10
SHV + SNST
(0.5 l BFS)
n=10
LHV + SNST
(0.5 l BFS)
n=10
Intacta + LNST
(0.5 l IBO)
n=10
SHV + LNST
(0.5 l IBO)
n=10
LHV + LNST
(0.5 l IBO)
n=10
ACTIVIDAD
LOCMOTORA EN
CAMPO CERRADO
ANTE AMBIENTE
NUEVO
DP 90
INTERACCIÓN SOCIAL
DP 92
APOMORFINA (0.5 mg/kg s.c)
DP 94
ANFETAMINA (1 mg/kg s.c)
DP 96, DP 98 y DP 100
PERFUSIÓN Y EXTRACCIÓN DE ENCÉFALOS
HISTOPATOLOGÍA
TINCIÓN DE NISSL
EVALUACIÓN DE RESULTADOS
pág. 32
11.1.1. Interacción social
La conducta motora forma parte del complicado proceso de adaptación del estado
interno del individuo con su ambiente, la información que emerge de los estudios
conductuales permite detectar los trastornos involucrados en determinados procesos
neurológicos; así como efectos farmacológicos al mismo nivel, resultando en cambios en el
comportamiento.
Las ratas son animales sociales que viven en grupos, el paso de la etapa prepúber a
la pubertad son críticos para establecer una organización social en un grupo. Durante este
periodo, las ratas jóvenes gastan mucho tiempo en conductas sociales (Hoi y cols., 1999).
El aislamiento social produce un síndrome característico previo a la aparición de síntomas
de la enfermedad consistiendo en hiperactividad en respuesta a un nuevo entorno o
ambiente, este efecto se observa también en el uso de agonistas de DA. El estado
conductual está implicado en particular con alteraciones en el sistema mesolímbico
dopaminérgico (Silva-Gomez y cols., 2003). Ashida (1964) demostró que la tendencia
hacia la sociabilidad en la rata adulta está en función del número de ratas albergadas juntas
directamente después del destete. Este periodo alrededor del destete es normalmente
caracterizado por altos niveles en el juego social.
A las 12 semanas las ratas fueron trasladadas al Laboratorio de Neuropsiquiatría
del Instituto de Fisiología en un cuarto aislado de sonido, las ratas permanecieron en el área
durante 30 minutos, este tiempo les permitió adaptarse al a las condiciones del laboratorio.
Las pruebas se llevaron a cabo con control de luz, temperatura (21 a 24 ◦C) y entre las
08:00 y las 12:00 del día.
El área de prueba consistió en una caja de madera de color negro (80cm x 80cm x
80cm). Una video cámara fueron colocadas en el techo del cuarto de experimentos para
grabar las conductas de los animales. La iluminación en el cuarto fue de 30 lux con una
tonalidad naranja Fig. 7.
pág. 33
Figura 7. Representación de registro de la interacción social en campo abierto.
Las ratas fueron colocadas antes y después de la lesión de núcleo subtalámico en grupos de
dos individuos por caja, estas cajas se colocaron juntas en un rack de manera que el
contacto olfatorio y auditivo fue mantenido. Entre cada evaluación, el área de prueba fue
limpiada y secada. El día antes de la prueba las ratas fueron asignadas en base al grupo a la
lesión y lesión falsa y al peso corporal ± 30 g. La conducta social consistió en presentar
ratas que nunca hayan tenido contacto en cuatro periodos de 10 min (se utilizaron a las
mismas ratas en las cuatro sesiones), el tiempo invertido en la interacción social fue
cuantificado en tiempo del primer contacto, frecuencias de contactos, tiempo acumulado de
contactos y tiempo total, se tomaron todos los contactos (olfateo ano-genital, acicalamiento,
juego social, seguimiento, etc.).
pág. 34
11.1.2. Actividad locomotora en campo cerrado
Las ratas fueron colocadas en cajas de acrílico negro de 44 cm de largo, 22 cm de
ancho y 22 cm de altura Fig. 8, estas cajas tienen instalados 8 pares de fotodiodos en las
paredes laterales, el movimiento de las extremidades la rata que interrumpa la trayectoria de
un haz de luz infrarroja, se registró dicha interrupción como un desplazamiento. La
contabilización de los desplazamientos se realizó por un contador computarizado que
permite registrar el número de desplazamientos en doce intervalos sucesivos de diez
minutos cada uno con un registro total de actividad motora de dos horas (Flores y cols.,
1996).
De acuerdo con lo reportado por Lipska y cols. (1993) y Flores y cols. (1996)
sobre la actividad locomotora en ratas con la lesión neonatal de hipocampo ventral, los
animales lesionados son aparentemente normales a la edad pre-púber (35 días). Sin
embargo, a la edad pospúber (56 días) muestran hipersensibidad locomotora ante agonistas
de DA o al estrés, la cual se puede considerar como una prueba de evaluación de la lesión.
La actividad locomotora de cada animal fue evaluadoa bajo tres pruebas diferentes
(figura 9):
(a) Exposición ante un ambiente nuevo: las ratas al DP 90 no aclimatadas fueron
colocadas en las cajas por un periodo de 120 min.
(b) Inyección de apomorfina: ésta se aplicó al DP 94, las ratas fueron colocadas de
nuevo en las cajas de actividad locomotora y la actividad basal fue registrada por 60 min.
Posteriormente estos animales fueron inyectados con una solución de ácido ascórbico 0.1
%/NaCl 0.9 % (1 ml/kg s.c) y colocados otra vez a las cajas de actividad locomotora y se
registró por 120 min. Posteriormente, estos animales fueron inyectados con una solución de
apomorfina a una dosis de 0.5 mg/kg s.c y la actividad fue registrada por 120 min más.
pág. 35
(c) Inyección de anfetamina: 48 horas después de la inyección de apomorfina, los
animales fueron colocados en las cajas de actividad locomotora y se mantuvieron por un
periodo de 60 min (habituación), después se inyectaron con una solución de NaCl 0.9 % (1
ml/kg. s.c) y se registró por 120min. Finalmente, una solución de anfetamina fue
administrada a una dosis de 1 mg/kg s.c y la actividad locomotora fue registrada por
120min más. Esta evaluación con anfetamina fue aplicada en tres ocaciones, al DP 96, 98 y
100 Fig. 9.
a)
b)
Figura 8. Representación de la actividad locomotora en campo cerrado.
a) Vista frontal con actimetro, b) vista lateral de la caja actividad motora.
pág. 36
Figura 9. Representación de la escala de tiempo ante la administración de fármacos.
a) Actividad locomotora ante ambiente nuevo, b) actividad locomotora con la administración de apomorfina y
c) actividad locomotora con administración de anfetamina.
pág. 37
11.1.3. Tinción de Nissl
Los animales después de haber sido evaluados fueron sacrificados de la manera
descrita a continuación y sus encéfalos fueron sometidos a la tinción de Nissl para evaluar
la lesión producida por el ácido iboténico en las regiones experimentales Fig. 10.
Método de violeta de Crésilo de Vogt para sustancia de Nissl
(Modificada para cerebro de rata)
Histoquímica para vibratomo
Fijación: formol al 15%.
Secciones: en tejido en fresco a un grosor de 100 – 200 m.
Soluciones
A. Solución matriz de violeta de crésilo ―ECHT‖ al 2%
Violeta de crésilo
Agua destilada
2 mg
100 ml
B. Solución estabilizadora de acetato de sodio
Acetato de sodio
2 mg
Agua destilada
1000 ml
Ácido acético glacial 3 ml
Se preparó con la solución A y B la solución de trabajo C
C. Solución diaria o de trabajo de violeta de crésilo ―ECTH‖
Solución matriz de violeta de crésilo al 2%
Solución estabilizadora
Volumen total
85 ml
165 ml
250 ml
pág. 38
Procedimiento:
1. Se realizaron secciones del tejido de 200 m, se incluyó en laminillas gelatinizadas
al 2 %, y se dejaron secar.
2. Se colocaron en la solución diaria o de trabajo de violeta de crésilo ―ECTH‖ 40 min
(el tiempo depende del grosor del tejido).
3. Se diferenció rápidamente en alcohol al 75 % (30 s).
4. Se deshidrató en alcohol x2 (90 %) 2 min, x2 (100 %) 3 min y se aclaró con xileno
(30 min).
5. Se montó usando medio resinoso (resina sintética o bálsamo de Canadá).
Resultados:
Sustancia de Nissl  azul-púrpura intenso
Núcleos
 azul-púrpura
Fondo
 claro
pág. 39
Sacrificio de ratas utilizando la técnica de solución salina
1. Las ratas fueron administradas con una dosis de 60 mg/kg de pentobarbital sódico
2. Fueron perfundidas con solución salina al 0.9% por el ventrículo izquierdo y
realizando un corte a la arteria aorta descendente con la finalidad de eluir los
eritrocitos del tejido cerebral.
3. Se procedió a remover los cerebros para ser fijados en 20 ml de la solución de
Golgi-Cox.
4. Los cerebros se almacenaron en total oscuridad durante 14 días, después de ese
tiempo la solución de Golgi-Cox fue reemplazada por una solución de sacarosa al
30% y se almacenaron en total oscuridad por 5 días más, antes de seccionarlos (este
último paso por sacarosa permite al tejido que permanezca más flexible y menos
propenso a que se fracture cuando se corte y se seque).
5. Al cerebro se le retiró el exceso de solución de sacarosa para ser montado en la
platina de la cámara o cisterna utilizando cianoacrílato como pegamento y fue
sumergido en la solución de sacarosa al 6 % hasta que se cubrió el tejido.
6. Se seccionó el tejido en orientación coronal realizando el corte del área más blanda
(ventral) a la más dura (dorsal) con un grosor de 200 m y se fijo en laminillas
gelatinizadas al 2 % bajo presión.
7. Se mantuvieron las laminillas en una cámara húmeda (alcohol al 75 %) y se
procedió al revelar la tinción.
pág. 40
Tren de tinción
1. Se lavó con agua destilada 5 lavados.
2. Se sumergió las laminillas en hidróxido de amonio durante 30 minutos.
3. Se lavó con agua destilada 10 lavados.
4. Se sumergió en fijador Kodak para película fotográfica durante 30 minutos en total
oscuridad. Se utilizaron en una proporción fijador Kodak-agua destilada 1:3.
5. Se lavó con agua destilada 10 lavados.
6. Se deshidrató el tejido con etanol:
1 min. + 10 lavados al 75 %
1 min. + 10 lavados al 90 %
10 min. + 10 lavados al 100 %
10 min. + 10 lavados al 100 %
10 min. + 10 lavados al 100 %
7. Se sumergió 15 minutos con xileno para aclaración o desalcoholización del tejido.
8. Se montaron los cortes revelados con resina sintética 60 % o bálsamo de Canadá.
9. Se mantuvieron en la oscuridad para su secado y posterior observación.
a)
b)
c)
Figura 10. Representación del proceso de perfusión.
a) Administración de pentobarbital sódico (60 mg/Kg. vía intraperitoneal) y b) perfusión intracardiaca con
solución salina al 0.9% y c) inclusión de los cortes coronales en laminillas gelatinizadas.
pág. 41
13. RESULTADOS
Falsa Lesión del hipocampo ventral
Lesión del hipocampo ventral
Figura 11. Histopatología de rebanadas coronales de cerebro de rata teñido con violeta de crésilo.
Las secciones del cerebro teñidos con violeta de crésilo obtenidos de los animales con lesiones en las
estructuras blanco. Sólo las ratas con lesión bilateral fueron incluidas en el presente estudio. Muestra la lesión
de hipocampo ventral y la presencia de gliosis en la parte inferior derecha.
pág. 42
Falsa lesión del núcleo subtalámico
Lesión del núcleo subtalámico
Figura 12. Histopatología de rebanadas coronales de cerebro de rata teñido con violeta de crésilo.
Muestra la lesión de núcleo subtalámico en la parte inferior derecha.
pág. 43
Núcleo subtalámico (vista sagital)
Figura 13. Histopatología de rebanada sagital de cerebro de rata teñido con violeta de crésilo.
Se denota la trayectoria de la cánula y ubicación del núcleo subtalámico en un contorno punteado (corte
sagital), véase la representación debajo de la ubicación de las estructuras.
pág. 44
a)
Falsa lesión
Lesión del núcleo subtalámico
(Corte sagital)
Falsa lesión
Lesión del núcleo subtalámico
(Corte coronal)
b)
Figura 14. Histopatología en rebanada (10X).
a) Fotomicrografía de lado derecho se muestra de lesión corte sagital, b) corte coronal del núcleo subtalámico
(10X) en ambas se observa una reducción y presencia de gliosis.
pág. 45
La ANOVA, prueba estadística paramétrica, por tanto se deben de cumplir dos
suposiciones: (1) que los datos estén distribuidos de manera normal y (2) la homogeneidad
de varianzas. Los datos obtenidos en las pruebas de actividad locomotora e interacción
social fueron analizados por una ANOVA, tomando como variables independientes la
lesión, la conducta social, y el tratamiento farmacológico, seguido por una prueba post-hoc
de Newman-Keuls (p<0.05 considerado significativo).
Actividad locomotora total ante ambiente nuevo al DP 60, se prepararon tres grupos aparte
para evaluar sólo la lesión excitotóxica de hipocampo ventral en la rata neonata todos los
grupos(n=6), se muestra un incremento significativo en las ratas con LnHV en la rata
neonata con respecto a su grupo control y grupo intacto ANOVA de una vía (*p<0.01) Fig.
15. Actividad locomotora cronológica ante ambiente nuevo DP 90. a) Animales con lesión
única de núcleo subtálamico (LNST), b) Grupo de lesión de hipocampo ventral + lesión
falsa del núcleo subtalámico (LnHV+SNST), c) Grupo de lesión neonatal de hipocampo
ventral + lesión del núcleo subtalámico (LnHV+LNST) todos los grupos (n=10). No hay
diferencia significativa con respecto a sus controles. ANOVA de dos vías para medidas
repetidas Fig. 16. Actividad locomotora total DP 90 ante un ambiente nuevo. a) Grupo
lesión única (SNST+LNST) no hay diferencia significativa, b) Grupo (LnHV+SNST)
presenta incremento en la actividad con respecto a su control y al grupo de doble lesión
(LnHV+LNST) reduce la actividad motora respecto al a su control y al grupo
(LnHV+SNST). ANOVA de una vía *p< 0.05 Fig. 17.
Interacción social. En esta prueba nos permite evaluar el tiempo gastado en socializar entre
sujetos pertenecientes al mismo grupo en un campo determinado (tiempo de primer
contacto por ensayo). Se muestra los números de ensayos, sólo se presenta diferencia
significativa dentro del cuarto ensayo, el grupo (LNST) reduce tiempo con respecto a su
control, el grupo (LnHV+LNST) aumento el tiempo gastado en la interacción respecto a su
control. ANOVA de dos vía para medidas repetidas *p<0.05. Fig. 18. Tiempo de primer
contacto total. Se observa un decremento significativo del grupo (LNST) e incremento en el
grupo (LnHV+LNST) en el tiempo gastado con respecto a sus grupos control. ANOVA de
dos vías *p<0.001 Fig. 19. Frecuencia de contactos por ensayo. Se observa un decremento
significativo del ensayo número 4 con respecto al primer ensayo. Presenta una reducción
frecuencia de contactos del grupo LNST y del grupo LnHV+SNST con respecto a sus
pág. 46
controles dentro del primer ensayo. Se observa el mismo efecto en los grupos LNST y
LnHV+SNST con respecto a sus controles en el cuarto ensayo. ANOVA de dos vías
*p<0.05 Fig. 20. Frecuencias de contactos totales. Se observa un decremento significativo
del grupo LnHV+SNST esto muestra que la lesión el núcleo subtalámico reduce la
interacción social con respecto a su control, la doble lesión LnHV+LNST no se ve afectada.
ANOVA de dos vías *p<0.001 Fig. 21. Tiempo de contacto no acumulado. No se presenta
diferencia significativa durante el número de los cuatro ensayos dentro y entre los grupos
Fig. 22. Tiempo de contacto acumulado. Se muestra un decremento en el grupo
LnHV+LNST con respecto a su grupo verificando que la lesión de hipocampo ventral en la
rata neonata reduce la interaccion social, en cuanto al grupo LnHV+LNST se observa una
tendencia al aumento de las interacciones sociales. ANOVA de dos vías *p<0.001 Fig.23.
Administración de Apomorfina. Actividad locomotora posterior a la administración de
vehículo (solución salina 0.9%) y apomorfina (0.5 mg/kg s.c). Se muestra el número de
interrupciones del haz de luz en intervalos de 10min. No hay diferencia significativa con
respecto a sus controles. ANOVA de tres vías para medidas repetidas Fig. 24. Actividad
locomotora total apomorfina (0.5 mg/kg s.c). a) Grupo SNST vs LNST no hay diferencia
significativa ante el uso de agonista no específico, b) Grupo LnHV+SNST y LnHV+LNST
se presenta un incremento por la sensibilización a apomorfina con respecto a los grupos
respectivamente. ANOVA de tres vías *p< 0.01 Fig. 25.
Administración de anfetamina. Actividad locomotora posterior a la administración de
vehículo (solución salina 0.9%) y primera administración de anfetamina (1 mg/kg s.c).
Número de interrupciones del haz de luz en intervalos de 10 min. No hay diferencia
significativa. Solo se observa una ligera tendencia a la sensibilización por anfetamina en los
grupos LnHV+SNST y LnHV+LNST con respecto a su grupo control. ANOVA de cuatro
vías medidas repetidas Fig. 26. Actividad locomotora posterior a la administración de
vehículo (solución salina 0.9%) y segunda administración de anfetamina (1 mg/kg s.c) se
observa la misma tendencia mas aguda a la sensibilización del sistema dopaminérgico en
los grupos LnHV+SNST se observa dentro del eintervalo 120-180 min y LnHV+LNST es
constante en la mayor parte de la prueba 120-200 min con respecto a los grupo control. No
hay diferencia significativa. ANOVA de cuatro vías medidas repetidas Fig. 27. Actividad
pág. 47
locomotora posterior a la administración de vehículo (solución salina 0.9 %) y tercera
administración anfetamina (1 mg/kg s.c). La sensibilización ante anfetamina es más
pronunciada en los grupos antes mencionados en la dos administraciones anteriores. No
hay diferencia significativa. ANOVA de cuatro vías medidas repetidas Fig. 28. Actividad
locomotora total en ratas tratadas con anfetamina (1 mg/kg s.c). Grupo de lesión de núcleo
subtalámico sólo presenta diferencia significativa en la segunda administración con
respecto a su control, durante las tres administraciones se observa un ligero aumento en la
sensibilización dopaminérgica reduciéndose en la tercera administración. ANOVA de
cuatro vías medidas repetidas * p<0.01 Fig. 29. Actividad locomotora total en ratas
tratadas con anfetamina (1 mg/kg s.c). Se presenta incremento de la actividad en el grupo
LnHV+SNST y LnHV+LNST a su grupo control respectivamente, debido a la
sensibilización del sistema dopaminérgico el aumento se refleja en base el número de
administraciones cada 48 horas. ANOVA de cuatro vías medidas repetidas * p<0.01;
**p<0.001 Fig. 30.
pág. 48
Actividad locomotora en campo cerrado
2000
1750
*
CUENTA/120 min
1500
1250
1000
750
500
250
0
Intacta
SHV
LnHV
Figura 15. Actividad locomotora ante ambiente nuevo DP 60.
800
800
LESION NST
SHAM NST
a)
LnHV + SNST
600
Conteo/10min
600
Conteo/10min
SHV + SNST
b)
400
200
400
200
0
0
0
20
40
60
80
100
120
0
20
40
Tiempo (min)
60
80
100
120
Tiempo (min)
800
SHV + LNST
LnHV + LNST
c)
Conteo/10min
600
400
200
0
0
20
40
60
80
100
120
Tiempo (min)
Figura 16. Actividad locomotora ante un ambiente nuevo DP 90.
pág. 49
2000
2000
b)
Conteo/120 min
1000
1000
500
500
+
+
H
V
V
V
H
Ln
LN
ST
LN
SN
+
+
V
SH
Ln
ST
LNST
SN
SNST
ST
0
0
SH
Conteo/120 min
*
1500
1500
ST
a)
Figura 17. Actividad locomotora total ante un ambiente novedoso DP 90.
Interacción social
SNST
LNST
6
SHV + SNST
LnHV + SNST
SHV + LNST
LnHV + LNST
*
TIEMPO (s)
5
4
3
*
2
1
0
1
2
3
Número de Ensayos
4
Figura 18. Tiempo de primer contacto por ensayo.
pág. 50
40
TIEMPO (s)
30
*
*
20
10
ST
Ln
H
SH
V
V
+
+
LN
LN
SN
+
Ln
H
V
V
SH
ST
ST
ST
SN
+
SN
LN
ST
ST
0
Figura 19. Tiempo de primer contacto total.
SNST
LNST
CUENTAS (CONTACTO)
40
30
SHV + SNST
LHV + SNST
SHV + LNST
LHV + LNST
*
*
*
20
*
*
10
0
1
2
3
Número de Ensayos
4
Figura 20. Frecuencia de contactos.
pág. 51
CUENTAS (CONTACTO)
300
*
200
100
ST
ST
LN
LN
+
+
V
V
Ln
H
SH
V
H
Ln
SH
V
+
+
SN
SN
ST
ST
ST
LN
SN
ST
0
Figura 21. Frecuencia de contactos totales.
TIEMPO (s)
300
SNST
LNST
SHV + SNST
LnHV + SNST
SHV + LNST
LnHV + LNST
200
100
0
1
2
3
Número de Ensayos
4
Figura 22. Tiempo de contacto no acumulado.
pág. 52
TIEMPO (s)
3000
*
2000
1000
ST
LN
ST
+
V
LH
SH
LH
SH
V
V
+
+
SN
LN
ST
ST
SN
V
+
SN
LN
ST
ST
0
Figura 23. Tiempo de contacto acumulado.
Administración de apomorfina
600
600
SNST
a)
LNST
b)
400
veh
Conteo/10min
Conteo/10min
500
apo
300
200
SHV + SNST
LnHV + SNST
500
veh
400
apo
300
200
100
100
0
0
0
60
120
180
0
240
60
Tiempo (min)
600
Conteo/10min
c)
120
180
240
Tiempo (min)
SHV + LNST
LnHV + LNST
500
veh
400
apo
300
200
100
0
0
60
120
180
240
Tiempo (min)
Figura 24. Actividad locomotora cronológica administración de apomorfina.
pág. 53
1500
1500
*
b)
Conteo/120 min
1000
500
*
1000
500
+
LN
+
Ln
Ln
H
SH
H
V
V
+
V
V
SH
LN
ST
ST
ST
SN
LNST
+
SNST
ST
0
0
SN
Conteo/120 min
a)
Figura 25. Actividad locomotora total administración de apomorfina.
Primera administración de anfetamina
600
600
LNST
SNST
a)
500
500
veh
400
anf
Conteo/10min
Conteo/10min
SHV + SNST
LnHV + SNST
b)
300
200
100
veh
anf
400
300
200
100
0
0
0
60
120
180
240
0
60
Tiempo (min)
120
180
240
Tiempo (min)
600
SHV + LNST
LnHV + LNST
c)
Conteo/10min
500
veh
anf
400
300
200
100
0
0
60
120
180
240
Tiempo (min)
Figura 26. Actividad locomotora cronológica primera administración de anfetamina.
pág. 54
Segunda administración de anfetamina
800
SNST
800
LNST
a)
LnHV + SNST
b)
600
600
veh
anf
Conteo/10min
Conteo/10min
SHV + SNST
400
200
veh
anf
400
200
0
0
60
120
180
240
0
0
60
Tiempo (min)
800
SHV + LNST
c)
600
Conteo/10min
120
180
240
Tiempo (min)
veh
LnHV + LNST
anf
400
200
0
0
60
120
180
240
Tiempo (min)
Figura 27. Actividad locomotora cronológica segunda administración de anfetamina.
pág. 55
Tercera administración de anfetamina
a)
SHV + SNST
LNST
SNST
700
b)
anf
veh
500
600
Conteo/10min
600
Conteo/10min
LnHV + SNST
700
400
300
veh
500
anf
400
300
200
200
100
100
0
0
0
60
120
180
240
0
60
120
Tiempo (min)
180
240
Tiempo (min)
SHV + LNST
LnHV + LNST
700
Conteo/10min
c)
600
veh
500
anf
400
300
200
100
0
0
60
120
180
240
Tiempo (min)
Figura 28. Actividad locomotora cronológica tercera administración de anfetamina.
5000
SNST
LNST
Conteo/120 min
4000
3000
*
2000
1000
0
1
2
3
Administración de anfetamina
Figura 29. Actividad locomotora total de anfetamina grupo LNST.
pág. 56
5000
Conteo/120 min
4000
SHV + SNST
LnHV + SNST
SHV + LNST
LnHV + LNST
* *
3000
** *
2000
1000
0
1
2
3
Administración de anfetamina
Figura 30. Actividad locomotora total de anfetamina grupo LHV+SNST y
LHV+LNST.
14. DISCUSIÓN
La presente investigación fue diseñada para evaluar si la conducta era afectada por
la actividad dopaminérgica, incluyendo la actividad motora inducida ante ambiente nuevo,
interacción social, la administración de agonistas dopaminérgicos anfetamina y apomorfina.
Los efectos de la lesión bilateral del núcleo subtálamico sobre varios aspectos en el modelo
de lesión excitotóxica del HV en la rata neonata, nuestros resultados mostraron un
incremento en la actividad locomotora ante ambiente nuevo en ratas con LnHV en la rata
neonata sólo después de la pubertad como ha sido reportado en trabajos previos por Lipska
y cols., (1993); Flores y cols., (1996). El NAcc es una estructura importante en la actividad
locomotora, cuando se evalúa la actividad motora en campo cerrado, las ratas presentan un
incremento en la actividad locomotora al ser sometidas a este paradigma por primera vez
(Silva-Gomez y cols., 2003), el incremento en la actividad locomotora es un indicativo de
hiperactividad del sistema dopaminérgico en el NAcc (Daenen y cols., 2003; Alquicer y
cols., 2004), probablemente relacionado a un aumento en la sensibilidad del sistema
dopaminérgico y/o una liberación exacerbada de dopamina. En nuestro estudio, la lesión
bilateral del NST redujo la actividad motora (agitación psicomotora) en animales con lesión
de hipocampo ventral en la etapa neonatal, lo que implicaría una reducción en el flujo de
información que proviene del NST a la corteza media prefrontal y de ésta al NAcc.
pág. 57
No obstante, la función del NST en funciones no está aún clara. La lesión del NST
induce a daños obvios motores denominado balismo o hemibalismo caracterizado como un
desorden de movimientos involuntarios con frecuencia aguda o subaguda de un lado o
ambos lados del cuerpo, que se manifiesta por infartos cerebrales, lesiones neoplasmicas o
desmielinización de neuronas que proyectan al núcleo subtalámico. Aunque, los
movimientos causados por esta enfermedad provienen de los núcleos de salida de los
ganglios basales que son sobreinhibidos lo que produce un incremento en la actividad
tálamica y la generación de síntomas hipercinéticos (Postuma y Lang, 2003).
En ratas con balismo no se observa afectación alguna en la motricidad y su
velocidad, pero si en la toma de decisiones en pruebas condicionadas lo que afectaría a la
memoria de trabajo (Baunez y cols., 2001), las estructuras involucradas en la regulación de
la inhibición motriz son la corteza infralímbica y del cíngulo (Cardinal y cols., 2001). Con
base en observaciones anatómicas, se ha mostrado que la parte medial del NST está
conectada con la parte límbica del pálido, el estriado, la corteza prefrontal y del cíngulo,
sugiriendo que el NST podría estar involucrado en el procesamiento de información
límbica. Los ganglios basales (GB) participan en áreas corticales incluyendo el control del
movimiento y planeamiento motor, procesos cognitivos y reforzamiento del aprendizaje. Se
establece que los ganglios basales tienen conexiones con la corteza cerebral, el tálamo,
núcleo tegmental mesopontino, el núcleo tegmental pedonculopontino, el área ventral
tegmental y el núcleo del rafe dorsal (Parent, 1996). Muchos de los estudios funcionales
recientes sobre los ganglios basales se han enfocado sobre el NST, ya que se ha observado
una sobreactividad neuronal alterada por la transmisión dopaminérgica en el estriado dorsal
en modelos animales con parkinsonismo (Robledo y Feger, 1991). El bloqueo de esta
sobreactividad es usada actualmente como terapia para aminorar los síntomas de la
enfermedad de Parkinson. Nuestro trabajo ha confirmado que la lesión bilateral del NST no
sólo funciona en una enfermedad de tipo motor, sino también en un modelo de
esquizofrenia como la lesión excitotóxica de hipocampo ventral en la rata neonata. El
análisis histológico por la lesión inducida por acido iboténico en el NST nos ha mostrado
que gran parte de la estructura ha sido destruida y consiguientemente la mayoría de los
déficits conductuales observados pueden ser atribuidos a la pérdida de la conexión del NST
sobre la salida de información de los GB. La neuroanatomía de los GB revela vías de
pág. 58
retroalimentación involucrando la participación NST y GP (complejo interno-externo) (Yin
y Knowlton, 2006). La comprensión de la dinámica conjunta entre el NST y GP es esencial
para entender estas conductas y cómo ellas pueden modificarse o controlarse. El circuito
representativo más simple hecho de un conjunto de neuronas de NST excitadoras y un
conjunto de neuronas de GP inhibidoras. Las conductas dinámicas observadas en este
sistema simple son esencialmente similares a sistemas más grandes. Las neuronas del STN
excitan el GP y está sujeto a la excitación a través de la retroalimentación local y de la
corteza. Recíprocamente, las neuronas de GP inhiben el STN y está sujeto a la inhibición a
través de la retroalimentación local y del estriado Fig. 31 (Alexander y cols., 1986).
Figura 31. Diagrama esquemático de las interacciones entre y dentro del NST y GP.
Líneas en gris comunicación glutamatérgica, líneas negras inervación gabaérgicas.
Estudios experimentales en animales y observaciones clínicas de pacientes
parkinsonianos mostraron que el NST es una estructura clave involucrada en los circuitos
clásicos que vincula a los ganglios basales con varias áreas con componentes motores,
asociativos y límbicos. Posterior a la estimulación profunda al NST, algunos pacientes
presentaron apatía, depresión y déficit en el reconocimiento a emociones faciales (Jian y
cols., 2009). Aunque la inactivación tiene efectos benéficos sobre los síntomas motores del
Parkinson, su implicación funcional en el sistema límbico falta ser descrita.
pág. 59
La esquizofrenia, transtorno que afecta el lenguaje, pensamiento, emoción y
percepción e involucra síntomas negativos de que reflejan una pérdida o disminución en el
funcionamiento normal, incluyendo déficits en la expresión emocional, el discurso y
conductas dirigidas a objetivos. La interacción social también es considerada como un
síntoma negativo, la cual es dañada y puede impactar severamente la calidad de vida de los
pacientes. Los pacientes adultos con esquizofrenia son típicamente afectados en la
competencia social y presentan empobrecimiento en las redes sociales. Los niños con alto
riesgo para el desarrollo de esquizofrenia muestran una reducción en la sociabilidad antes
de ser diagnosticados, lo cual reduce la competencia social en la adolescencia. Aunque es
convenido que la sensibilidad emocional normal es un requisito previo para la interacción
social normal, la prueba de interacción social es un protocolo simple que ha sido usado en
las ratas con LnHV (nuestros resultados son concordantes con trabajos previos), la lesión
del HV en la rata neonata causó reducción en la interacción social lo que se puede
relacionar a la hipersensibilidad de dopamina por lo que la conducta social en animales es
sensible a la manipulación dopaminérgica y glutamatérgica inducida por agonistas D1 y D2
(Becker y cols., 1999; Wan y Corbett, 1997), lo que sugiere que la lesión neonatal de
hipocampo ventral produce un aislamiento social, por el cual las ratas lesionados gastan
menos tiempo en sociabilizar de forma consistente, esto coincide con Flores y cols., (1996),
Sams-Dodd (1997). Lo notable en nuestro trabajo es que la lesión de núcleo subtalámico
reduce el aislamiento social en la rata con lesión excitotóxica de hipocampo ventral como
modelo de esquizofrenia.
Estudios en que la aplicación directa de agonistas dopaminérgicos en el STN
mostraron los siguientes resultados: mientras algunos autores defienden que los agonistas
dopaminérgicos ejercen un efecto excitador, particularmente a través de la activación de
receptores de D1 (Kreiss y cols., 1996), otros agonistas D1, D2 y no específicos (como la
apomorfina) disminuyen la actividad del NST (Hassani y Feger, 1999). En los roedores
normales, se ha reportado que la administración sistémica de apomorfina incrementa la
actividad del NST, aunque los efectos sistémicos de agonistas no selectivos no han sido
bien definidos. En general, parece que los agonistas D1 aumentan la actividad del NST sólo
cuando se co-activan los receptores D2, considerando que los agonistas D2 no presentan
efectos significantes (Ni y cols., 2001). La mayoría de las estructuras de las que surgen las
aferencias al NST son moduladas por la dopamina, está claro que la administración
pág. 60
sistémica de agentes dopaminérgicos vincula a una cascada compleja de respuestas, hasta
ahora, la función exacta de cada estructura y especificidad de receptores es incierta. En las
preparaciones en rebanadas, la serotonina aumenta la actividad espontánea de las neuronas
del NST (Flores y cols., 1995). En los roedores, la administración directa de apomorfina o
agonistas D2 aumenta la actividad del NST, considerando que los agonistas D1 ejercen el
efecto opuesto (Hassani y Feger, 1999) viceversa, la administración sistémica de
apomorfina o agonistas D2 lo reduce, considerando que los agonistas D1 aumentan los tasa
de disparo de las neuronas del NST (Kreiss y cols., 1997; Ni y cols., 2001). En el presente
trabajo, el tratamiento farmacológico con agonistas a receptores dopaminérgicos como la
apomorfina administrada a 0.5 mg/kg, dosis utilizada para activar principalmente receptores
dopaminérgicos post-sinápticos, no produjo cambio alguno en los grupos experimentales.
La administración repetitiva de anfetamina sensibiliza al sistema dopaminérgico, lo que
sugiere que la lesión núcleo subtalámico no afectó este proceso de sensibilización al
tratamiento realizado, por lo que al parecer el sistema dopaminérgico no presenta una
función crucial en esta estructura. Se ha reportado que en la locomoción inducida por
anfetamina, la corteza prefrontal ejerce una modulación facilitadora a través de receptores
D2 (Rouillon y cols., 2008) mientras que el hipocampo ventral realiza una modulación
inhibidora mediada por receptores D1 (Rouillon y cols., 2007). En la LHV se ha
demostrado que ante un ambiente nuevo, la administración de anfetamina altera la actividad
locomotora solamente a edad pospúber provocando un incremento en la liberación de DA
en el NAcc (Lipska y cols., 1993; Lipska, 2004). En los modelos animales parkinsonianos
y pacientes con la enfermedad de Parkinson, la administración de agonistas dopaminérgicos
revierte parcialmente algunas de las anormalidades como rigidez y temblor observadas,
mejorando la mayoría de la sintomatología relacionada a estas condiciones (Levy y cols.,
2001). La principal desventaja reportada para la lesión del NST es el riesgo potencial para
el desarrollo de movimientos anormales coreicos. En primates normales, sin embargo,
parece ser que la lesión del NST debe ser confinada dentro de los limites del núcleo
induciendo los movimientos anormales, mientras que una lesión extendidas hasta las fibras
palidales no los produce (Vilela Filho y Silva, 2002).
pág. 61
Después de revisar los datos anatómicos, experimentales y clínicos sobre la función
límbica del NST, se ha propuesto un nuevo esquema del circuito límbico. Los territorios
motor y asociativos son estructuras ligadas de acuerdo con el modelo de los GB de
Alexander y cols., (1986), pero los territorios límbicos parecen ser mas complejos, varios
estudios han mostrados conexiones entre la corteza prelímbica /orbital medial (PL/OM) y
las partes límbicas de los ganglios basales NAcc, NST y pálido ventral (Montaron y cols.,
1996). En ratas, en la corteza PL/OM está constituida por la corteza del cíngulo anterior,
orbitofrontal y frontal, se le llama también a este complejo corteza media prefrontal. El
NST está vinculado con la corteza media prefrontal vía directa estriadonigral (NAcc-SNc) y
por la vía indirecta (NAcc-palido ventral-NST-SNr) donde la corteza media prefrontal
envía proyecciones glutmatérgicas al NAcc, el cual envía aferencias inhibidoras
gabaérgicas al pálido ventral, este envía aferencias inhibidoras gabaérgicas al NST Fig. 29
(Maurice y cols., 1998). El NST es la única estructura entre los ganglios basales que recibe
las proyecciones corticales directas motor, premotor y media prefrontal.
Figura 32. Esquema vía corteza media prefrontal a la sustancia negra reticulada en la rata.
Las flechas gruesas muestran las proyecciones excitadoras y las flechas delgadas proyecciones inhibidoras.
NAcc: núcleos accumbens; VP: pálido ventral; SNr: sustancia negra reticulada; NST: núcleo subtalámico.
pág. 62
El circuito límbico está compuesto por la neo- paleo- y arqueocorteza
respectivamente (media prefrontal, amígdala e hipocampo), el estriado límbico (NAcc),
pálido límbico (pálido ventral) y area rostral de la SNr, rostral medial del NST, el tálamo y
el AVT. La corteza media prefrontal envía eferencias dopaminérgicas al NAcc, el cual
envía eferencias gabaérgicas al pálido ventral y a la parte límbica de la SNr. El NST
límbico es parte de la vía indirecta que recibe aferencias gabaérgicas inhibidoras del pálido
ventral. El NST recibe además, aferencias excitadoras glutamatérgicas de la corteza media
prefrontal. El NST responde a la vía indirecta con eferencias glutamatérgicas a la SNr
límbica, la cual podría enviar eferencias al tálamo centromedial. Finalmente, este último
podría enviar eferencias a la corteza media prefrontal. Haegelen y cols. (2009) proponen
que este circuito es similar al circuito que vincula al NST y al AVT el cual a su vez podría
proyectar al NAcc, la corteza media prefrontal y complejo amígdala-hipocampo. Asumen
que el NST está involucrado en la vía mesolímbica y es uno de las principales interfaces
para integrar la motivación para la realización del movimiento.
La corteza media prefrontal proyecta emociones, información motivacional y
afectiva directamente al NST, el cual activa las proyecciones vía glutamato, el palido
ventral quien a su vez inhibe al NST. En la vía indirecta la corteza media prefrontal podría
proyectar además al NAcc, éste inhibe al palido ventral y detiene la inhibición del NST. De
acuerdo con éste nuevo modelo, el NST recibe información directamente de la corteza
límbica. Continuando con el proceso de información directa de la corteza, el NST proyecta
eferencias excitadoras glutamatérgica al AVT la cual proyecta eferencias excitadoras
dopaminérgicas al NST. La integración de la información límbica debe ser procesada en el
NST el cual es la estructura clave entre la corteza media prefrontal, la vía indirecta
negroestriado y AVT parte de la vía mesolímbica Fig. 33.
pág. 63
Figura 33. Nueva organización del circuito límbico.
Proyecciones excitadoras son descritas con signos (+), proyecciones inhibidoras con signos (-). NAcc: núcleo
accumbens; PV: pálido ventral; SNr: sustancia negra reticulada; NST: núcleo subtalámico; TAL; tálamo;
AVT: área ventral tegmental; dopa: dopamina; glu: glutamato; GABA: acido gamma aminobutírico
(Haegelen y cols., 2009).
En base con la hipótesis de este nuevo circuito límbico, el grupo de lesión única del
NST no presenta cambio alguno en la conducta sobre la actividad locomotora ante
ambiente nuevo con respecto al control, estos datos concuerdan con reportado por (Baunez
y Robbins, 1997), pero el grupo de doble lesión HV-NST presentó un decremento en la
actividad dopaminérgica con respecto a su control ante ambiente nuevo, lo que podría ser
resultado de la interrupción de la salida de información vía estriado o de la modulación de
la actividad por la vía indirecta que proyecta a la corteza del cíngulo y prefrontal a la parte
media del NST (Parent y Hazrati, 1995) por lo que otros factores podrían influir sobre la
ejecución de la prueba como el estrés, ansiedad y otras emociones presentes durante el
experimento, por lo que el sistema límbico modularía la información a partir del pálido
ventral y el área ventral tegmental, ámbos comunican recíprocamente al NAcc.
pág. 64
15. CONCLUSIÓN
La lesión HV en la rata neonata constituye un modelo animal con implicaciones
para la esquizofrenia, debido a que se producen cambios conductuales que están presentes
después de la pubertad, la lesión del núcleo subtálamico influye sobre el comportamiento
emocional ante situaciones de estrés o ansiedad. Los cambios de conducta, actividad
locomotora ante ambiente nuevo e interacción social sugieren una pequeña participación en
la modulación en el sistema dopaminérgico mesolímbico posterior a la lesión del NST lo
que aminora síntomas negativos propios del modelo y/o de la enfermedad clínica, pero no
tiene efecto alguno hacia el uso de agonistas dopaminérgicos. Asumiendo que el NST está
involucrado en las principales interfaces para integrar la motivación para la realización del
movimiento y la asimilación de factores estresantes.
pág. 65
16. PERSPECTIVAS
Realizar estudios de conducta en el paradigma elevado en cruz e inhibición de
prepulso, que puede ayudar a dilucidar la nueva información del circuito límbico
con base en la respuesta al estrés u otros factores ambientales.
Investigar por medio de la técnica de Golgi-cox la morfología de las estructuras
límbicas (amígdala, hipocampo ventral, núcleo accumbens y corteza media
prefrontal) y motoras (caudado-putamen), todos sitio blanco para la integración de
información emocional ante factores ambientales.
Investigar con el modelo de lesión de núcleo subtalámico, el efecto de fármacos a
receptores NMDA, para conocer si el sistema límbico es regulado en parte por las
neuronas glutamatérgicas de este núcleo.
Efectuar la lesión de núcleo subtalámico sobre otros modelos de lesión excitotóxica
neonatal como la corteza media prefrontal y recientemente amígdala que han sido
propuestos como modelos alternos de esquizofrenia en la rata.
pág. 66
17. BIBLIOGRAFÍA
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