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Revista chilena de neuro-psiquiatría

versión On-line ISSN 0717-9227

Rev. chil. neuro-psiquiatr. v.39 n.1 Santiago ene. 2001

http://dx.doi.org/10.4067/S0717-92272001000100019 

 

Rev Chil Neuro-Psiquiat 2001; 39(1): 57-68

ARTÍCULO ORIGINAL

 

Deterioro cerebeloso inducido por aislamiento social
temprano: estudio morfológico e inmunocitoquímico

Cerebellar Impairment Induced by Early Social Isolation:
A Morphological and Immunocytochemical Study

 

Rodrigo Pascual

Laboratorio de Neurobiología, Facultad de Salud, Universidad Católica del Maule, Talca (Chile), y Unidad de Fisiología Médica, Facultad de Medicina, Universidad Autónoma de Barcelona, Bellaterra (España).

Correspondencia a:


In the present study, we analyzed the effect of early adverse experiences on the morpho-functional development of the cerebellar cortex by using the social isolation model. One hundred and three Sprague-Dawley rats were divided in two experimental groups 18 days after birth: (a) a control group (SC; 3-4 animals per cage) and (b) an isolated group (IC). IC rats were maintained in small, individual compartments until 32 after birth (P32). Half of the animals of both groups were sacrificed for neuronal studies, and the remaining IC rats were housed under SC conditions for re-socialization between postnatal days 32 and 62. They were subsequently sacrificed for neuronal analysis. At both ontogenetic stages (P32 and P62) the dendritic development and the expression of calbindin-D28k (CBD) were studied in vermal Purkinje cells. The results obtained indicate that cerebellar Purkinje cells of IC animals show a significant dendritic atrophy associated with a reduction in the expression of CBD. In addition, the re-socialization process was able to restore the expression of CBD, but the structural impairment remained. Thus, the early adverse postnatal experiences induced by the social isolation model alter the morphological and functional development of vermal Purkinje cells.

Key Words: adverse experiences, cerebellar development, dendritic arborization


Introducción

Las experiencias postnatales adversas constituyen importantes factores de riesgo que podrían contribuir al desarrollo de diversos trastornos neuropsiquiátricos en individuos genéticamente vulnerables (12, 13, 14). En estudios pioneros Spitz (45) demostró que algunos niños criados en orfanatos o bien hospitalizados por largos períodos de tiempo presentaban alteraciones conductuales, caracterizadas por esterotipias motoras, apatía, labilidad emocional y escasa interacción social, las cuales han sido confirmadas en estudios posteriores (40, 43, 46). El posible sustrato neurobiológico que podría dar cuenta de estos desórdenes conductuales resulta obviamente difícil de abordar en estudios con seres humanos. En este contexto, la utilización de modelos animales ha sido particularmente útil considerando las limitaciones que comportan los estudios clínicos que, al margen de su incuestionable valor, son generalmente retrospectivos y con numerosas variables difíciles de controlar. Al respecto, el modelo animal que se ha utilizado con mayor frecuencia es el aislamiento social temprano en ratas de laboratorio, donde se inducen condiciones ambientales adversas y evalúan luego sus consecuencias conductuales y neuronales (17, 27, 33).

Se ha postulado que una de las zonas involucradas en las alteraciones neuroconductuales descritas sería el cerebelo, estructura que no sólo participa en las clásicas funciones de regulación motora sino también afectivas (28, 39) y cognitivas (12, 20). Uno de los primeros autores en sugerir la potencial vulnerabilidad del cerebelo frente a la deprivación social fue Prescott (37), hipotetizando que el comportamiento de tipo autista observado en monos expuestos a aislamiento temprano obedecería en parte a alteraciones morfofuncionales localizadas en el tejido cerebeloso. Esta hipótesis ha sido apoyada por estudios electrofisiológicos realizados en la corteza cerebelosa de monos criados en aislamiento, donde se observan registros electrocorticográficos claramente anormales en relación con el trazado de los animales control (criados bajo condiciones sociales normales) (19), hecho que es consistente con descripciones clínicas donde se establecen relaciones entre algunos desórdenes afectivos y disfunciones cerebelosas (12, 39). Estos resultados han sido apoyados por estudios nuestros donde hemos demostrado que la deprivación sensoriomotriz y social temprana altera tanto el desarrollo estructural (dendrítico) (35) como la expresión de calbindina-D28k (CBD) en las células de Purkinje (36). Al respecto se debe recordar que estas neuronas expresan una concentración de CBD notablemente alta (clave para la regulación de la concentración intracelular de Ca2+), cuyo nivel de expresión ha sido utilizado como indicador del estado funcional de las neuronas de Purkinje. En este contexto, diversas evidencias experimentales (11, 18, 22, 23, 32) y anatomopatológicas (2, 21, 22, 24, 29) indican que la CBD actúa como un sistema neuroprotector regulando las posibles fluctuaciones de Ca2+ intracelular a objeto de evitar que este catión alcance niveles tóxicos.

Si bien las alteraciones cerebelosas descritas indican que las influencias ambientales adversas pueden alterar el desarrollo morfofuncional del córtex cerebeloso, resulta fundamental determinar si éstos déficits son transitorios o permanentes, hecho no demostrado hasta ahora. Por tanto, el objetivo principal del presente estudio fue evaluar si la restitución del entorno social normal recupera las alteraciones estructurales (dendríticas) y funcionales (expresión de CBD) inducidas en la corteza cerebelosa por el aislamiento social temprano.

Materiales y Métodos

Animales y Diseño Experimental

En esta investigación se emplearon 103 ratas albinas de la cepa Sprague-Dawley que a los 18 días de vida (P18) fueron separadas de sus madres y asignadas aleatoriamente a dos grupos de estudio: (a) grupo aislado (IC; n= 55), donde cada rata fue colocada en compartimentos pequeños (10 x 10 x 10 cm), impidiéndoles todo tipo de interacción social, y (b) grupo control o social (SC; n= 48), cuyos animales fueron colocados grupalmente (3-4 ratas) en jaulas de dimensiones estándar (32 x 29 x 15 cm). A los 32 días de vida (P32), el 50% de las ratas de cada grupo fue sacrificado para su estudio neuronal. Con el objeto de estudiar el posible efecto compensatorio de la estimulación social sobre el deterioro neuronal, los animales restantes del grupo IC fueron retirados de sus compartimentos de aislamiento y colocados grupalmente (3-4 animales por jaula; ambiente social normal) durante 30 días consecutivos (P32-P62). En tanto, los animales del grupo SC continuaron por igual período en su condición habitual.

Durante la fase experimental las ratas fueron mantenidas en el laboratorio con agua y alimentación ad-libitum, bajo condiciones ambientales controladas en cuanto a temperatura, ruido ambiental y ciclo día-noche de 12 horas luz/12 horas oscuridad (regulado por un reloj control).

Procedimiento de impregnación cerebral

Método de Golgi-Cox-Sholl

Una vez cumplidos los 32 o 62 días de vida los animales fueron sacrificados bajo anestesia, procediéndose a la disección "en fresco" de sus respectivos cerebelos (IC: 31; SC: 31), dejándolos en soluciones de dicromato de potasio (K2Cr2O7), cloruro de mercurio (HgCl2) y cromato de potasio (K2CrO4), todas al 5%. Cada especimen fue conservado en un frasco individual, en completa oscuridad y a temperatura ambiente por 60 días. Finalizada esta fase de fijación-impregnación, se procedió a su lavado y deshidratación en soluciones de alcohol-acetona (50-50%, 24 horas) y alcohol-éter (50-50%, 4 horas), siendo luego colocados en celoidina al 5% durante una semana y al 12% los siguientes 7 días. Posteriormente los cerebelos fueron incluidos en cubos de celoidina al 12% y solidificados en vapores de cloroformo. Una vez estabilizado el tejido se realizaron cortes sagitales de la corteza cerebelosa vermiana (120 µm de grosor), siendo colocados en cápsulas de vidrio, rehidratados en PBS (0.1 M; pH 7.4) e inmersos en una solución de ácido oxálico dihidrato y sulfito de potasio (ambas al 5%) por 3 minutos y nuevamente deshidratados en soluciones de alcohol-éter (50-50%) y alcohol-cloroformo (50-50%). Finalmente fueron montados en portaobjetos gelatinados, aclarados con a-terpineol y cubiertos con el medio de montaje DPX (Fluka). Se debe destacar que este procedimiento histológico (especialmente indicado para impregnar neuronas en proceso de desarrollo) marca el soma neuronal y prácticamente todas las dendritas en un porcentaje que fluctúa entre el 5-10% de las células (42). Esta selectividad permite realizar un adecuado análisis neuronal morfométrico sin el inconveniente de registrar sobreposiciones entre las proyecciones dendríticas de neuronas vecinas. e inmunocitoquímico

Método Inmunocitoquímico

Los animales (IC: 24; SC: 17) fueron anestesiados con pentobarbital (50 mg kg-1 i.p.) y luego perfundidos por vía intracardíaca con suero salino al 0.9% (heparinizado) durante 1 minuto, seguido de una solución de paraformaldehído al 4% preparado en PBS (0.1 M; pH 7.4; 4°C) durante 5-7 minutos. Inmediatamente después los cerebelos fueron extraídos y dejados en el mismo fijador por 24 horas a 6°C, para luego ser trasladados a una solución crioprotectora de sacarosa al 20% y almacenados a 4°C por 48 horas. Cumplida esta fase se realizaron cortes sagitales vermianos de 40 µm con un micrótomo de congelación, siendo colocados en una mezcla de PBS, Tritón X-100 (0.3%; Fluka, Buchs, Suiza) y suero fetal de cabra (FCS; ICN, Costa Mesa, USA), en constante agitación y a 4°C por 1 hora. Enseguida fueron incubados en el anticuerpo primario policlonal anti-calbindina-D28k (1:2000, Chemicon) durante 24 horas, en constante agitación. Cumplida esta etapa se realizaron 4 lavados adicionales con PBS-Tritón X-FCS (1 hora c/u), incubándose durante 48 horas en el anticuerpo secundario flurorescente IgG anti-cianina 3.18 (1:2000; Jackson Immunoresearch, West Grove, USA). Al día siguiente se realizaron 4 lavados adicionales con PBS-Tritón X-FCS (1 hora c/u), para luego proceder a su montaje en portaobjetos gelatinados, los cuales fueron secados y deshidratados en soluciones progresivas de alcohol (96%-100%), clarificados en metilsalicilato y cubiertos en el medio de montaje DPX (Fluka) (36).

Evaluación neuronal

Morfométrica

Se analizaron 368 cortes vermianos tratados con el método de Golgi-Cox-Sholl, los cuales fueron observados bajo microscopía óptica (Olympus) siguiendo una dirección rostro-caudal, desde el lóbulo 1 al 10 (de acuerdo con la terminología anatómica de Larsell, 1952). La selección de las células de Purkinje se realizó considerando los siguientes criterios: (i) neuronas localizadas en la región vermiana, (ii) árbol dendrítico simétrico y paralelo al plano de sección, (iii) impregnación homogénea, y (iv) ausencia de sobreposición neuronal. Se seleccionaron y dibujaron bajo cámara lúcida 1.844 células de Purkinje, 1.006 pertenecientes a las ratas sacrificadas el día P32 (SC: 549; IC: 457) y 838 neuronas pertenecientes a los animales sacrificados el día P62 (SC: 436; IC: 402). Una vez finalizada la reproducción neuronal bajo cámara lúcida (400x) se procedió a cuantificar el perímetro dendrítico por neurona (µm), realizándose un trazado lineal continuo sobre cada célula dibujada, uniendo los terminales dendríticos y midiendo luego su perímetro con un lápiz electrónico calibrado (cada centímetro recorrido en el papel equivalía a 32 µm del preparado histológico).

Inmunohistoquímica

Se analizaron 396 cortes parasagitales, 209 de los cuales pertenecían a los animales sacrificados el día 32 (SC: 96; IC: 113) y 164 provenían de los animales estudiados el día 62 (SC: 74; IC: 85). La inmunorreactividad a calbindina-D28k fue analizada por medio de un microscopio Olympus BX-40, equipado con un sistema de epifluorescencia y una cámara digital (Olympus DP-20), situada en el extremo ocular del microscopio. Cada sección cerebelosa fue captada por la microcámara y procesada en un computador Apple Power Macintosh, equipado con un programa de análisis de imágenes (NIH), cuantificándose el porcentaje de secciones vermianas que presentaban "bandas" de inmunofluorescencia negativa por cada lóbulo cerebeloso. A modo de criterio, se registraron todas las zonas que presentasen una banda negativa superior a 100 µm de diámetro.

Análisis de datos

Los datos obtenidos fueron analizados estadísticamente con la prueba t de Student para datos no pareados y Z para diferencias de proporciones, empleando el programa estadístico StatView.

Resultados

Desarrollo dendrítico

Inmediatamente después del período de privación social (P32) se observó que las células de Purkinje pertenecientes a las ratas criadas en condiciones aisladas presentaron una menor arborización respecto de sus homólogas pertenecientes al grupo control, constatándose una reducción del 26% en su perímetro dendrítico (p<0.05) (Figura 1). Este deterioro se mantuvo incluso después de 30 días de interacción social normal (P62), donde la diferencia aumentó al 51% (p<0.01). Analizando la Figura 1 desde un punto de vista ontogenético se observó que las células de Purkinje de las ratas control (SC) experimentaron un marcado crecimiento dendrítico (aproximadamente un 125%) entre los días postnatales 32 y 62 días de edad, desarrollo que en las ratas aisladas (IC) alcanzó sólo al 13.3%. En la Figura 2 se muestran microfotografías de células de Purkinje impregnadas con el método de Golgi-Cox-Sholl, donde es posible observar una menor complejidad dendrítica en las células pertenecientes a ratas criadas en aislamiento, tanto a los 32 (Figura 2B) como a los 62 días de edad (Figura 2D).

Inmunorreactividad a calbindina-D28k (CBD)

En la Figura 3A se muestra el porcentaje de bandas carentes de inmunorreactividad a CBD por lóbulo cerebeloso, observándose que las ratas aisladas (IC) de 32 días presentaron un significativo descenso en la expresión de esta proteína, alteración especialmente marcada en los lóbulos cerebelosos 3 a 8. A diferencia de lo observado en el desarrollo estructural de las células de Purkinje, la disminución en el contenido de CBD se recuperó notablemente luego de la restitución de su ambiente social habitual entre los días postnatales 32 y 62 (Figura 3B), sugiriendo una importante capacidad de recuperación funcional. En la Figura 4 se muestran imágenes representativas de los datos señalados, donde es posible observar una menor expresión de CBD en las secciones vermianas de las ratas aisladas. Así, las imágenes analizadas a un aumento de 400x (Figura 4 a y b) dejan en evidencia lo irregular del patrón de inmunofluorescencia a CBD registrado en los animales del grupo IC (Figura 4b), hecho que contrasta claramente con lo regular del marcaje cerebeloso en las ratas control (SC). Los perfiles neuronianos captados a un aumento mayor (1.000x) muestran que la ausencia de células de Purkinje en la zona de inmunorreactividad negativa corresponden realmente a una menor expresión de CBD más que a muerte neuronal (flechas en la Figura 4d).

Discusión

Desarrollo dendrítico

Las células de Purkinje de las ratas sometidas a deprivación social mostraron un menor desarrollo dendrítico en relación con los animales control. Este resultado es consistente tanto con la hipótesis postulada por Prescott (37) como en lo descrito por nuestro grupo en estudios previos (35). Hace algunos años, Floeter y Greenough (16) evaluaron el efecto que produce el aislamiento social temprano sobre la diferenciación de las células de Purkinje en monos. Contrariamente a lo observado en la presente investigación, ellos no detectaron diferencias significativas en relación con los animales control. Esta discrepancia puede tener su origen ya sea en la región cerebelosa analizada y/o en el método de evaluación morfométrico empleado. En primer lugar, estos autores estudiaron muestras neuronales tomadas desde el arquicerebelo (paraflóculo ventral, nódulo y flóculo), región filogenéticamente antigua y cuya función principal se relaciona con la función vestíbulo-ocular. En el presente estudio, en cambio, se evaluaron neuronas paleocerebelosas (región vermiana), anatómica y funcionalmente mucho más relacionada con los desórdenes conductuales y electrofisiológicos observados en animales de experimentación (8, 19). En este sentido, numerosas evidencias clínicas, anatomopatológicas y de neuroimágenes han mostrado que el vermis es una de las regiones cerebelosas involucradas en algunos trastornos neuropsiquiátricos (5, 6, 20, 30, 47). En segundo lugar, la evaluación morfométrica empleada en el presente estudio (perímetro dendrítico) informa principalmente sobre el grado de expansión de las ramas dendríticas distales, las cuales se encuentran en proceso de crecimiento y remodelación durante el período en que se manipularon las variables ambientales (3, 4); en tanto que Floeter y Greenough utilizaron el método de círculos concéntricos (42) que informa sobre el número de intersecciones dendríticas por neurona. Este procedimiento resulta mucho más adecuado para el estudio de células con una menor complejidad estructural como es el caso de las neuronas piramidales de la corteza cerebral, que suelen presentar entre 20 y 40 segmentos dendríticos, en tanto que las células de Purkinje poseen un número muy superior (entre 200 y 300 ramas por célula) (25), distribuidas en un espacio cortical relativamente restringido, muchas de las cuales escaparán al registro cuando se utiliza el método de Sholl.

Figura 1. Arborización dendrítica en neuronas de Purkinje pertenecientes a ratas control (SC) y aisladas (IC) de 32 (P32) y 62 (P62) días de vida. * p<0.05; ** p<0.01 (t-test).

Figura 2. Neuronas de Purkinje impregnadas con el método de Golgi-Cox-Sholl. A y C: ratas control (SC), B y D: ratas aisladas (IC), de 32 y 62 días de vida.

Figura 3. Porcentaje de secciones cerebelosas con bandas de inmunofluorescencia negativa a calbindina-D28k (CBD) a los 32 (A) y 62 (B) días postnatales.

En cuanto al desarrollo dendrítico evaluado a los 62 días de vida, se observó que las ratas deprivadas y luego expuestas a un entorno social normal continuaron presentando un significativo retraso estructural. De hecho, las diferencias entre ambos grupos fueron incluso mayores que las detectadas el día P32. Comparando la evolución del crecimiento dendrítico entre P32 y P62 se observó que las ratas controles incrementaron su arborización mucho más que los animales del grupo deprivado, donde también se detectó cierto grado de crecimiento dendrítico aunque muy inferior. Una posible interpretación de estos datos es que las células de Purkinje de los animales aislados presenten una velocidad de diferenciación neuronal menor que la de sus pares control, alcanzando un nivel de desarrollo similar pero en una etapa ontogenética posterior al día P62, dando la apariencia de un deterioro estructural permanente. Otra alternativa es que realmente exista un retraso que más tarde no será compensado dada la menor plasticidad existente a medida que la rata se aproxima a la edad adulta (alrededor de los 70-80 días). Para dilucidar este punto sería necesario estudiar a más largo plazo si las células de Purkinje pertenecientes al grupo aislado logran alcanzar el grado de arborización presente en las ratas del grupo control. En todo caso, existen evidencias que apoyan la hipótesis de que los cambios estructurales inducidos por experiencias postnatales tempranas son más o menos permanentes. Por ejemplo, Katz y Davies (26) observaron que la ganancia de peso cortical producida por estimulación sensorio-motriz temprana no es revertida aunque los sujetos sean posteriormente mantenidos en aislamiento por un período adicional de 30 días. Camel et al. (9) encontraron resultados similares al analizar el desarrollo dendrítico en neuronas de la corteza visual, cuyo incremento inducido por la estimulación sensorio-motora se mantiene a pesar de exponer luego a los animales a un ambiente socialmente deprivado.

Resulta difícil identificar cuál o cuáles serían las causas que potencialmente produjeron el deterioro dendrítico en las células de Purkinje. Al respecto, no se pone en duda la existencia de un nexo entre el ambiente que rodea al individuo y el micromedio que rodea a las neuronas; el problema es lograr identificar la naturaleza neurobiológica de esta relación. Ciertamente es un aspecto muy complejo y difícil de resolver con los antecedentes de que disponemos en la actualidad; sin embargo, considerando que el aislamiento social se realizó durante el período crítico del desarrollo neuronal, se pueden establecer ciertas aproximaciones a la luz de algunos de los mecanismos involucrados en la ontogenia dendrítica de estas macroneuronas. En primer lugar, las aferencias que reciben las células de Purkinje resultan determinantes para su diferenciación postnatal. Es necesario recordar que el árbol dendrítico de cada neurona de Purkinje recibe, en promedio, alrededor de 200.000 sinapsis, el 75% de las cuales provienen de las neuronas granulares (fibras paralelas), en tanto que el 25% restante se distribuye entre las aferencias provenientes de las neuronas estrelladas, en cesto y fibras trepadoras (olivocerebelosas). Al respecto, el potencial papel neurotrófico que pueden jugar estas aferencias granulares sobre el desarrollo dendrítico de las neuronas de Purkinje ha sido sugerido por estudios histológicos realizados en ratones mutantes como el weaver, cuyo cerebelo presenta un déficit total o parcial de neuronas granulares. En este caso las células de Purkinje, privadas de su principal fuente aferente, exhiben un notable deterioro del crecimiento dendrítico (38, 44). Estos resultados han sido ampliados por estudios in vitro donde es posible observar que el árbol dendrítico de las neuronas de Purkinje se desarrolla sólo en presencia de células granulares (7). El hecho que la interacción célula-célula sea necesaria para una diferenciación neuronal óptima sugiere que entre las estructuras presinápticas (fibras paralelas) y postsinápticas (dendritas de Purkinje) debe existir algún tipo de mensaje que dé cuenta de esta dependencia. En este sentido, se ha demostrado que durante el período de crecimiento dendrítico las células granulares expresan neurotrofina 3 (NT-3) (15), mientras que las células de Purkinje expresan el receptor tirosina kinasa C (trkC) donde la NT-3 actúa como ligando. Consistentemente, cuando se administra NT-3 in vitro, ocurre un marcado rebrote dendrítico (31), asociado a un incremento en los niveles de calbindina-D28k. Estos antecedentes indican que la NT-3 es al menos uno de los agentes epigenéticos que participa en el proceso de diferenciación de las células de Purkinje, cuyos niveles de expresión en condiciones de aislamiento social pretendemos estudiar en el futuro.

Expresión de calbindina-D28k (CBD)

Como se ha señalado, la expresión de CBD en las células de Purkinje de las ratas aisladas disminuyó significativamente en relación con los animales control, constatándose amplias regiones carentes de inmunorreactividad. Considerando que el desarrollo de las neuronas de Purkinje corre paralelo al aumento ontogenético de CBD, su déficit podría estar relacionado con la menor arborización dendrítica detectada en las ratas aisladas. Sin embargo, estudios histológicos e inmunohistoquímicos recientes no parecen apoyar esta hipótesis ya que las neuronas de Purkinje que caracen totalmente de CBD (ratones mutantes, CBD -/-) desarrollan una arborización y sinaptogénesis normal (1). Es posible que los potenciales efectos deletéreos de la ausencia parcial o total de CBD sean compensados por otras proteínas fijadoras de Ca2+ como la parvalbúmina, que también es expresada por las células de Purkinje (10). La única disfunción objetiva detectada en la fisiología de aquellas neuronas de Purkinje que no expresan CBD corresponde a diferencias en la curva de incremento de Ca2+ intracelular, en particular de su fase rápida (1). Se debe destacar que estas evidencias en ningún caso indican que la disminución de CBD sea un evento inocuo para las neuronas; por ejemplo, si ocurren concomitantemente fenómenos fisiopatológicos que determinen incrementos atípicos de Ca2+ intracelular (como en la hipoxia/isquemia), puede ocurrir un importante daño celular con la subsecuente degeneración y muerte neuronal. De hecho, estudios in vitro han demostrado que sólo las neuronas inmunorreactivas a CBD resisten niveles elevados de Ca2+ intracelular, en tanto que sus homólogas restantes que expresan niveles bajos de CBD degeneran irremediablemente (11, 32). Luego, es probable que las neuronas de Purkinje bajas en CBD sean realmente vulnerables si los sujetos son expuestos a condiciones ambientales adversas (estresantes).

Uno de los agentes que regulan los niveles de CBD en las células de Purkinje es el factor de crecimiento IGF-I ("insulin-like growth factor"). Las neuronas del complejo olivar inferior ­cuyos axones (fibras trepadoras) inervan a las células de Purkinje­ liberan IGF-I que resulta esencial para el desarrollo y mantención de la arquitectura dendrítica, en particular de sus espinas. Al respecto, Nieto-Bona et al. (34) han demostrado que la inhibición del IGF-I en las neuronas olivares reduce significativamente la expresión de CBD en las células de Purkinje asociada a una importante pérdida de espinas dendríticas, sugiriendo que este factor trófico no sólo regula la expresión de CBD sino que participa también en eventos de plasticidad neuronal. Cabe la posibilidad de que éste sea otro de los factores que contribuyen al deterioro morfofuncional observado en las células de Purkinje luego del aislamiento social. Sería interesante estudiar en trabajos futuros si los niveles de IGF-I se alteran en respuesta a esta manipulación ambiental temprana.

Por otra parte, las células de Purkinje de las ratas deprivadas y luego colocadas en un entorno social normal por 30 días (P32-P62) mostraron una notable recuperación en los niveles de CBD intracelular. Este resultado indica que, a diferencia de las alteraciones estructurales del árbol dendrítico, el déficit en la expresión de CBD es un evento reversible. Dado que la interacción social involucra diversos grados de estimulación polisensorial y motora, es probable que esta nueva condición ambiental demande una mayor adaptabilidad conductual por parte de los animales deprivados, determinando a su vez incrementos de la actividad neuronal en los circuitos cerebelosos, en estrecha relación con la imperiosa necesidad de mantener la homeostasis del Ca2+ intracelular vía CBD. Si esta conjetura es correcta, el incremento en los niveles de CBD post-estimulación social puede ser interpretado como un mecanismo adaptativo inducido por aumentos transitorios de la concentración de Ca2+.

En concreto, los datos presentados en esta investigación demuestran que las experiencias tempranas adversas alteran de manera permanente el desarrollo estructural de las células de Purkinje, deterioro que se asocia a una disminución transitoria de una de las principales proteínas reguladoras del Ca2+ intracelular (calbindina-D28k). Considerando por una parte que las neuronas paleocerebelosas modulan la actividad no sólo de sistemas motores sino también límbicos (hipotálamo, hipocampo, amígdala, núcleo acumbens, septum y corteza orbitofrontal) (41) y, por otra, que el deterioro de esta zona vermiana en seres humanos se relaciona con algunos síndromes neuropsiquiátricos (5, 6), es posible hipotetizar que las alteraciones detectadas en esta investigación constituyen al menos uno de los sustratos neuroanatómicos que potencialmente podría estar involucrado en los desórdenes psicoafectivos descritos en individuos expuestos tempranamente a entornos crónicamente adversos.

Agradecimientos

Mis agradecimientos a la valiosa y desinteresada ayuda prestada por el Prof. Dr. Xavier Navarro, Catedrático de Neurología (Universidad Autónoma de Barcelona) en cuanto a la donación de anticuerpos policlonales y facilitación del equipo de microscopía epifluorescente, sin los cuales no hubiese sido posible realizar esta investigación.

En el presente trabajo se utiliza el modelo de aislamiento social en animales a objeto de estudiar el efecto que producen las experiencias tempranas adversas sobre el desarrollo morfofuncional de la corteza cerebelosa. Se utilizaron 103 ratas de la cepa Sprague-Dawley de 18 días de vida, las cuales fueron separadas en dos grupos de estudio: (a) control (SC; 3-4 ratas por jaula) y (b) aislado (IC); estas últimas se colocaron en compartimentos individuales hasta los 32 días de edad (P32). En esta etapa, el 50% de los animales IC y SC fueron sacrificados para su estudio neuronal; el resto de las ratas del grupo IC fue retirado de sus compartimentos individuales y reubicado en un entorno social normal hasta el día P62, realizándose el análisis neuronal respectivo. En ambas fases ontogenéticas (P32 y P62) se estudió el desarrollo dendrítico y la expresión de calbindina-D28k (CBD) en células de Purkinje vermianas. Los resultados obtenidos mostraron que la deprivación social y sensoriomotriz temprana altera el crecimiento dendrítico en estrecha relación con una disminución del contenido intracelular de CBD. Además, la interacción social post-deprivación sólo logró recuperar la expresión de CBD, permaneciendo el deterioro estructural. Estos resultados indican que las experiencias postnatales adversas alteran el desarrollo morfológico y funcional de las neuronas de Purkinje vermianas cuando se emplea el modelo de aislamiento social.

 

REFERENCIAS

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Recibido: julio de 2000
Aceptado: diciembre de 2000

Dirección postal: Rodrigo Pascual, Facultad de Salud, Universidad Católica del Maule, Casilla 617, Talca-Chile, Teléfono 56-71-203463, FAX 56-71-244391, e-mail: rpascual@hualo.ucm.cl

 

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