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LA SENSIBILIDAD A LA EXCIOTOXICIDAD ASOCIADA AL GLUTAMATO EN EL RECEPTOR AUDITIVO
INTRODUCCIÓN
La esperanza de vida es el indicador más ampliamente utilizado del estado de
salud y nivel de desarrollo de una población. La esperanza de vida, a pesar de ser un
buen indicador del estado de salud de la población, no proporciona información sobre
la calidad de vida. El mantenimiento de un buena funcionalidad depende en gran
medida del envejecimiento del sistema nervioso central, ya que no sólo afecta a
aspectos primarios del individuo sino también a procesos intelectuales y de
comportamiento1. La presbiacusia es la pérdida progresiva, bilateral y, casi siempre,
simétrica de la audición que combina efectos centrales y periféricos, provocando
dificultades en la recepción del lenguaje y la compresión del mismo, sobre todo en
ambientes ruidosos. La degeneración del receptor auditivo no es homogéneo, se
produce de forma progresiva desde la base al ápex, afectándose en primer lugar la
percepción de las frecuencias agudas. 2
El glutamato (GLU) es el neurotransimisor excitador más común del SNC, pero
es una sustancia neurotóxica. La liberación excesiva de GLU por la activación
prolongada de las células ciliadas internas (CCIs), que puede ocurrir en situaciones de
sobreexposición al ruido, provoca lesiones edematosas debido a la entrada masiva de
Na+, pudiendo provocar la muerte celular si las condiciones se perpetúan. Estos efectos
de la sobreexcitación neural también se observan en los procesos de hipoxia o de
isquemia coclear por la disminución de la recaptación del GLU desde la hendidura
sináptica, mediante mecanismos ATP dependientes3
La hipótesis del trabajo es que la sinapsis glutamatérgica entre las CCIs del
órgano de Corti y las neuronas aferente tipo I del ganglio espiral podrían ser más
sensibles al glutamato con el envejecimiento, pudiendo estar relacionado con la
pérdida auditiva en el inicio de la presbiacusia. Esta hipótesis se apoya en la reducción
importante de los sistemas de modulación de la señal aferente, ya que la disminución
de esa protección podría redundar en un fenómeno neurodegenerativo endógeno
debido a la neurotoxicidad inducida por el propio GLU que, en condiciones fisilógicas y
bajo la modulación adecuada, sería el responsable del paso de información hacia el
nervio auditivo.
MATERIAL Y MÉTODO
a) Animales de experimentación
Se utilizaron para este trabajo 24 ratones (Mus musculus, L. 1758) de la cepa
C57BL/6, de los cuales 11 eran hembras y 13 machos de 3 meses de edad . Todos ellos
estuvieron estabulados en el Animalario Central de la Universidad Complutense de
Madrid (CAI-UCM), en una habitación con la temperatura controlada (22 ± 1ºC), con
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ciclos de luz-oscuridad de 12 horas (luz a partir de las 08:00 h) y con libre acceso a agua
y alimento. El cuidado y uso de los animales estuvieron en estricta conformidad con las
normas de bienestar animal de la Declaración de Helsinki durante todo el estudio. La
manipulación de los animales siempre se realizó con la colaboración de personal con la
acreditación adecuada para el manejo de animales.
b) Material de registro electrofisiológico
Se utilizó un equipo de registro de potenciales evocados auditivos (Mistral SM
280M, Medelec Int. ® Woking, England), asociado a un preamplificador de señales
biológicas y filtros de “paso alto” y “paso bajo” para mejorar el registro de la señal. Los
sonidos estimulantes utilizados fueron estímulos de onda cuadrada de tipo “click” que
fueron liberados a una tasa de 10 clicks/s. Se realizaron registros electrofisiológicos a
diferentes intensidades de estimulación para encontrar el umbral auditivo del animal,
de manera que se utilizaron estímulos desde 100 hasta 30 dB(SPL), disminuyendo en
pasos de 10 en 10 dB, previamente calibrados con un sonómetro (Promax ® 120). Los
registros electrofisiológicos auditivos se realizaron en el interior de una cámara
anecoica y farádica (Stock ® S.A.), aislando al animal de ruidos exteriores. Por último,
tras la estimulación, la señal bioeléctrica del animal fue recogida por medio de tres
electrodos de “aguja” intraepidérmicos de acero inoxidable.
c) Administración del glutamato
El fármaco utilizado es la sal monosódica del ácido glutámico, el glutamato
monosódico (GMS) (Sigma). La administración se realizó disuelto en agua destilada y
por vía intraperitoneal (4g/Kg) diariamente, durante 2 días consecutivos en cada
animal.
d) Método experimental y de registro de los potenciales evocados auditivos.
Una vez anestesiados por vía intraperitoneal, con una solución de hidrato de cloral al
8% en agua destilada, los animales fueron introducidos en la cámara anecoica para realizar el
registro de PETC control previo a la administración del fármaco. Tras esta primera prueba de
PEATC, se le administró al ratón el GMS por vía intraperitoneal y diariamente, durante dos días
consecutivos. Al terminar el tratamiento, se volvió a realizar una prueba de PEATC para
comprobar los cambios producidos por el GMS. En las hembras, previo a la realización de los
PEATC, tanto antes como tras el tratamiento, se les realizó un frotis vaginal que se tiño con
azul de metileno y se fijo con citospray para posterior observación al microscopio.
e) Obtención de las medidas y procesado estadístico
El PEATC representa la mejor opción para la cuantificación objetiva de la
audición ya que de sus cinco ondas se puede obtener información que representa la
actividad de la parte de la vía auditiva situada en el tronco cerebral1.Así, la amplitud de
sus ondas indicaría indirectamente la cantidad de neuronas que, tras la estimulación
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sonora, se activan sincrónicamente mientras que la latencia de aparición de las ondas
informaría sobre la eficacia de la transmisión neural en la vía auditiva.
De cada uno de los registros del PEATC, uno por cada intensidad sonora y por
cada oído, se obtuvieron las medidas de latencia y amplitud de cada una de las cinco
ondas. El análisis estadístico de los datos se realizó con el programa SPSS y se basó en
el análisis T de Student. Las comparaciones se realizaron para las medidas umbrales y
de latencia y amplitud de cada onda de cada uno de los registros del PEATC y a cada
intensidad de estímulo. Posteriormente se compararon estos resultados con los
obtenidos anteriormente en un grupo de ratones de 9 meses en un experimento
realizado en las mismas condiciones.
RESULTADOS
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Figura 1. Medias de los umbrales auditivos registrados por medio de PEATC de cada grupo de
ratones.Nivel de significación de *=p< 0,05, **=p<0,01.
La latencia media para todas las ondas del registro no presenta diferencias
significativas en ambos grupos, ni antes ni después del tratamiento. Pero, la
disminución de amplitud de las ondas que se produce en el grupo de los machos es
significativa tras el tratamiento con GMS. En las hembras el tratamiento no disminuye
la amplitud, que se mantiene a niveles similares al grupo de hembras control.
En la Figura 1 se observa un aumento significativo del umbral auditivo de los
ratones después del tratamiento con GMS, también se observan diferencias entre
machos y hembras tanto en el umbral auditivo control y como en el posterior al
tratamiento.
Figura 2. Medias de los umbrales auditivos registrados por medio de PEATC de cada grupo de ratones
de 3 meses y 9 meses.
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DISCUSIÓN
Los resultados demuestran una serie de hechos que podrían estar relacionados
con las primeras fases de la presbiacusia. La administración subcrónica de GMS
produce alteraciones en el PEATC aumentando significativamente los umbrales
auditivos y disminuyendo la amplitud de sus ondas, agravando la pérdida auditiva
fisiológica detectada previamente en los registros control. Los efectos del GMS
dependen del sexo del animal siendo los más afectados los machos. Este hecho sugiere
una mayor eficacia de la inervación eferente lateral coclear en la protección de las
aferencias primarias en las hembras.
Los datos obtenidos sugieren una mayor sensibilidad de las neuronas
glutamatérgicas al GLU al envejecer, posiblemente debido al deterioro de los sistemas
de estabilización neuronal tras la estimulación sináptica con dicho neurotransmisor. La
reducción de la actividad inducida en las neuronas auditivas además podría reducir el
efecto activador que estas neuronas deben ejercer sobre las del tronco y por lo tanto
afectar a la percepción del mensaje auditivo.
BIBLIOGRAFÍA
1. Gil Loyzaga P y Carricondo F. Presbiacusia: envejecimiento de la vía auditiva central.
En: Libro blanco sobre la presbiacusia Centro de Estudios e Investigación de Gaes.
2013; pp: 28-41.
2. Bartolome MV, Zuluaga P, Carricondo F, Gil-Loyzaga P. Immunocytochemical detection
of synaptophysin in C57BL/6 mice cochlea during aging process. Brain Res Rev. 2009;60:3418.
3. Carricondo F, Bartolomé MV, Vicente-Torres MA, Fernández-Pacheco P, Rodríguez T, GilLoyzaga P. Sensitivity to glutamate neurotoxicity in different developmental periods of the
rat cochlea. Adv Otorhinolaryngol. 2002;59: 91-5.
BIBLIOGRAFÍA DE CONSULTA
-GiI-Loyzaga P y Pujol R. Fisiología del receptor y de la vía auditiva. En: Fisiología Humana.
J.A.F.Tresguerres. 3ª Edición. Ed. Interamericana McGraw-Hill. 2005; pp: 231-244.
-Vicente-Torres MA, Dávila D, Muñoz E, Gil-Loyzaga P. Effects of aging on cochlear monoamine
turnover. Adv Otorhinolaryngol. 2002;59:112-5.
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