1. INTRODUCCIÓN 35 Regulación del apetito en teleósteos
3.2. Interacciones de la actividad tiroidea con la alimentación.
Estudios realizados en mamíferos, aves y peces indican que la función tiroidea es modificada por el estado nutricional. Así, alteraciones en la cantidad o el patrón de la ingesta afectan a la actividad tiroidea a distintos niveles, desde la liberación de TSH hasta las acciones de las ITT a nivel celular (véase rey. Bales, 1988; Danforth y Burger, 1989). Cambios agudos y crónicos de la ingestión de nutrientes provocan fundamentalmente cambios tiroideos a dos niveles: 1) regulación de la secreción de l’4 a través del control del eje hipotálamo-hipofisario, y 2) conversión periférica de T4 a l’3 e interacción con sus receptores nucleares (Eales, 1988).
Una de las aproximaciones experimentales más comunes para abordar este tema es la utilización de animales en ayuno, comparando su estado tiroideo con el de animales alimentados controles. Una información adicional es la obtenida con la realimentación de animales en ayuno, observando la respuesta aguda a la comida o a nutrientes concretos suministrados. Otros estudios han utilizado raciones diarias de alimento que varían en tamaño y/o calidad, evaluándose los cambios en la función tiroidea.
Los efectos producidos por el ayuno (desde días hasta varias semanas) en la actividad tiroidea han sido estudiados principalmente en salmónidos. Se ha descrito, así, que el ayuno provoca un descenso en los niveles plasmáticos de HT y en su aclaramiento (Higgs y Bales, 1977; Milne y cols, 1979; Flood y Bales, 1983), en la respuesta tiroidea a la l’SH (Leatherland, 1982), en la desyodación de T4 a T3 (Flood y Bales, 1983; Shields y Bales, 1986; Sweeting y Bales, 1992d), y en la densidad de receptores de T3 en núcleos de células hepáticas (Van Der Kraak y Bales, 1980). Por tanto, el ayuno puede producir un hipotiroidismo periférico al disminuir la secreción de T4, la producción periférica de l’3 y el número de sitios de unión nucleares hepáticos de l’3.
Las alteraciones ocasionadas en la actividad tiroidea como consecuencia del ayuno son revertidas por la realimentación a las pocas horas, observándose un incremento en los niveles plasmáticos de HT y en la desyodación de l’4 a l’3 (Higgs y Eales, 1977; Flood y Bales,
1983; Himick y Bales, 1990).
Cuando los peces son alimentados con diferentes raciones de alimento, se observa una correlación entre los niveles plasmáticos de l’3 y la cantidad de alimento, con pocos cambios en la l’4 (Bales y Shostak, 1985b).
Regulación del apetito en teleósteos 1. INTRODUCCIÓN 41
Ciertos estudios realizados en teleósteos ponen de manifiesto la existencia de ciclos diarios en los niveles plasmáticos de ITT (Eales y cols, 1981; Spieler y Noeske, 1984; Cook y Fales, 1987). La manipulación del patrón de alimentación (por ejemplo la hora a la que los peces recibían el alimento) y de las condiciones fotoperiódicas han demostrado la importancia de la alimentación en dichos ciclos diarios, particularmente en el ciclo de l’4.
Mientras que el ayuno anula las fluctuaciones diarias de los niveles plasmáticos de ITT (Bales y cols, 1981), la alimentación incrementa la l’4 plasmática a corto plazo en la trucha
(Satino gairdneri) (Cook y Bales, 1987). Concretamente en este último estudio, los autores describen dos máximos en los niveles plasmáticos de T4, uno seguido a la presentación del alimento y el otro tras el inicio del fotociclo, siendo las fluctuaciones de l’3 plasmática menos pronunciadas. Por tanto, las fluctuaciones diarias de los niveles plasmáticos de l’4 parecen estar determinadas por el aporte inmediato de alimento, bien de manera directa, o indirecta a través de la interacción con las condiciones fotoperiódicas, siendo estimulada la secreción tiroidea de rf4 por la alimentación. Los niveles circulantes de l’3, sin embargo, se ven menos
afectados por la disponibilidad inmediata de nutrientes, y probablemente su respuesta a la alimentación sea originada por alteraciones en la conversión extratiroidea de 14 a l’3 (Cook y Bales, 1987; Bales, 1988).
Estudios realizados en este sentido en la carpa dorada
(C. auratus),
indican que las fluctuaciones diarias en los niveles plasmáticos de T4 parecen responder al fotoperiodo y ser relativamente insensibles a los cambios en el horario de la alimentación (Spieler y Noeske,Regulación del apetito en teleósteos II. OBJETIVOS 43
El conocimiento actual sobre los distintos aspectos relacionados con la regulación de la alimentación por neuropéptidos está restringido fundamentalmente a los mamíferos, siendo estos aspectos mucho menos conocidos en el resto de vertebrados y especialmente escasos en los poiquilotermos. Teniendo en cuenta la importancia cada vez más relevante que está tomando el sistema peptidérgico en la regulación de la alimentación de forma general en todos los vertebrados, nos planteamos ampliar estos estudios a los peces, grupo de vertebrados en el que en el momento de empezar esta Tesis Doctoral no existía ningún dato al respecto. Por tanto, el objetivo general de la presente Memoria ha sido estudiar la regulación de la actividad alimentaria por neuropéptidos en peces ciprínidos, determinando las posibles interacciones con el eje tiroideo y el sistema catecolaminérgico hipotalámico.
Las especies elegidas para este estudio fueron Carassius auratus (carpa dorada) y Tinca tinca (tenca). Las carpas doradas tienen la ventaja de una fácil disponibilidad, así
como una adaptación rápida a las condiciones de laboratorio. Por otro lado, el interés de las tencas radica, en que dentro de la familia de los ciprínidos, constituyen una especie de cultivo muy apreciada en acuicultura y de la que hay un gran desconocimiento de su conducta alimentaria. No obstante, las tencas son una especie muy estresable y su aclimatación y mantenimiento en el laboratorio resulta complejo, dificultando el desarrollo de experimentación.
Estudios preliminares realizados por nuestro grupo establecían por primera vez el papel del neuropéptido CRE en la alimentación en poiquilotermos, concretamente en larvas de anuros. Este primer indicio, unido a que el CRE es uno de los péptidos reguladores de la alimentación más ampliamente estudiado en los mamíferos, y a su importancia como posible mediador de las respuestas al estrés en todos los grupos de vertebrados a lo largo de la escala evolutiva, nos llevó a elegir dicho neurop¿ptido como representante de los péptidos inhibidores. En cuanto a los péptidos estimuladores involucrados en la regulación de la ingesta escogimos la 11-endorfina y la galanina. La 5-endorfina pertenece a la familia de péptidos opioides, formando parte del sistema opioide endógeno descrito para la mayoría de vertebrados e invertebrados estudiados, sugiriéndose una función importante en todos estos grupos por si misma y por sus posibles interacciones con el CRE. El interés de la galanina reside en que es un péptido aislado más recientemente y constituye el primero de una nueva
Regulación del apetito en teleósteos II. OBJETIVOS 44
familia de neuropéptidos, incluida dentro de los pocos péptidos descritos que activan la ingesta.
En primer lugar era necesaria la puesta a punto de técnicas instrumentales imprescindibles para el desarrollo de los objetivos. Inicialmente, había que desarrollar sistemas de inyecciones intraperitoneales e intracerebroventriculares adecuados y precisos para los peces. Asimismo, validamos los radioinmunoensayos de hormonas tiroideas y cortiso], así como la cuantificación de catecolaminas por cromatografía líquida de alta resolución (HPLC), con el objeto de determinar si dichos ensayos eran adecuados para la estimación de dichas hormonas y catecolaminas en muestras procedentes de Carassius auratus
y Tinca tinca.
Debido a la escasez de trabajos concernientes a la especie Tinca tinca, y dada su difícil adaptación a las condiciones del laboratorio, como ya hemos comentado, el primer paso fue determinar inicialmente las condiciones óptimas de mantenimiento en nuestro laboratorio, caracterizando su patrón de alimentación en dichas condiciones. Estos estudios preliminares nos permitirían profundizar en otros aspectos sobre la regulación de la
alimentación en esta especie.
Con el fin de determinar el posible efecto del CRF, la il-endorfina y la galanina en la ingestión de alimento en
C.
auratus, así como la dosis óptima de estos péptidos,realizamos las curvas dosis- y tiempo-respuesta. Además, para confirmar la especificidad de dichos efectos producidos por los neuropéptidos en cuestión, nos planteamos el estudio de un posible bloqueo por antagonistas específicos para cada uno de los neuropéptidos utilizados, CRF, 13-endorfina y galanina.
En numerosas especies de vertebrados se ha descrito que la actividad tiroidea está fuertemente influenciada por el estado nutricional del animal en función de la cantidad y calidad del alimento. Puesto que los neuropéptidos provocan modificaciones en el grado de alimentación, nuestro objetivo es averiguar si estas modificaciones determinan tambien cambios en la actividad tiroidea.
Regulación del apetito en teleósteos II. OBJETIVOS 45
Actualmente está bien establecida la relación entre los sistemas peptidérgico y monoaminérgico encefálicos en la regulación de diversas funciones, incluyendo la regulación de la alimentación. Partiendo de la información bibliográfica existente sobre los estudios realizados a este respecto en mamíferos, nuestro último objetivo ha sido iniciar el estudio del posible papel desempeñado por las interacciones entre las catecolaminas y los neuropéptidos elegidos en esta Tesis Doctoral en la regulación del comportamiento alimentario en