Discriminación de los efectos de fluoxetina y cocaína sobre la ejecución en el test de nado forzado en ratas cepa wistar

(1)DISCRIMINACIÓN DE LOS EFECTOS DE FLUOXETINA Y COCAÍNA SOBRE LA EJECUCIÓN EN EL TEST DE NADO FORZADO EN RATAS CEPA WISTAR. EVELYN JIMENA RUGE GIL. PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA FACULTAD DE CIENCIAS CARRERA DE BIOLOGÍA Bogota, D.C. Septiembre de 2007. 1.

(2) DISCRIMINACIÓN DE LOS EFECTOS DE FLUOXETINA Y COCAÍNA SOBRE LA EJECUCIÓN EN EL TEST DE NADO FORZADO EN RATAS CEPA WISTAR. EVELYN JIMENA RUGE GIL. TRABAJO DE GRADO Presentado como requisito parcial Para optar al titulo de. BIOLOGO. LUIS FERNANDO CARDENAS PARRA DIRECTOR FABIO ENRIQUE RUIZ SANCHEZ CO-DIRECTOR PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA FACULTAD DE CIENCIAS CARRERA DE BIOLOGÍA Bogota, D.C. Septiembre de 2007. 2.

(3) NOTA DE ADVERTENCIA. Articulo 23 de la Resolución Nº 13 de Julio de 1946 “La Universidad no se hace responsable por los conceptos emitidos por sus alumnos en sus trabajos de tesis. Solo velara por que no se publique nada contrario al dogma y a la moral católica y por que las tesis no contengan ataques personales contra persona alguna, antes bien se vea en ellas el anhelo de buscar la verdad y la justicia”. 3.

(4) Bogotá D.C., 05 de Febrero de 2008. Señores PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA Ciudad. Estimados Señores Yo EVELYN JIMENA RUGE GIL, identificada con la cédula de ciudadanía número 52.778.564 expedida en Bogotá, autor del trabajo de grado titulado DISCRIMINACIÓN DE LOS EFECTOS DE FLUOXETINA Y COCAÍNA SOBRE LA EJECUCIÓN EN EL TEST DE NADO FORZADO EN RATAS CEPA WISTAR , presentado como requisito para optar al titulo de Biólogo en el año de 2008; autorizo a la universidad a: a) Reproducir el trabajo en medio digital o electrónico con el fin de ofrecerlo para la consulta en la Biblioteca General.___Si____ b) Poner a disposición para la consulta con fines académicos, en la página web de la Facultad, de la Biblioteca General y en redes de información con las cuales tenga convenio la Universidad Javeriana. ___Si____ c) Enviar el trabajo en formato impreso o digital, en caso de que sea seleccionado para participar en concursos de trabajos de grado. ___Si____ d) Distribuir ejemplares de la obra, para la consulta entre las entidades educativas con las que la facultad tenga convenio de intercambio de información, para que este sea consultado en las bibliotecas y centros de documentación de las respectivas entidades. ___Si____ e) Todos los usos, que tengan finalidad académica. ___Si____ Los derechos morales sobre el trabajo son de los autores de conformidad con lo establecido en el artículo 30 de la Ley 23 de 1982 y el artículo 11 de la Decisión Andina 351 de 1993, los cuales son irrenunciables, imprescriptibles, inembargables e inalienables. Atendiendo lo anterior, siempre que se consulte la obra, mediante cita bibliográfica se debe dar crédito al trabajo y a su(s) autor(es). Este documento se firma, sin perjuicio de los acuerdos que el autor(es) pacte con la Unidad Académica referentes al uso de la obra o a los derechos de propiedad industrial que puedan surgir de la actividad académica.. Cordialmente,. EVELYN JIMENA RUGE GIL Estudiante de la carrera de biología C.C. 52 778564. LUIS FERNANDO CÁRDENAS Director Trabajo de Grado C.C. 79 328718. 4.

(5) DISCRIMINACIÓN DE LOS EFECTOS DE FLUOXETINA Y COCAÍNA SOBRE LA EJECUCIÓN EN EL TEST DE NADO FORZADO EN RATAS CEPA WISTAR. EVELYN JIMENA RUGE GIL. APROBADO ________________________. ________________________. Luís Fernando Cárdenas Parra. Fabio Enrique Ruiz Sánchez. Director del Trabajo de Grado. Co- Director del Trabajo de Grado. _________________________. __________________________. Jurado. Jurado. 5.

(6) DISCRIMINACIÓN DE LOS EFECTOS DE FLUOXETINA Y COCAÍNA SOBRE LA EJECUCIÓN EN EL TEST DE NADO FORZADO EN RATAS CEPA WISTAR. EVELYN JIMENA RUGE GIL. APROBADO _________________________. __________________________. Jairo Bernal Parra. Andrea Forero. Decano del Medio Universitario. Director Carrera de Biología. Facultad de Ciencias. Facultad de Ciencias. 6.

(7) DESCRIPCIÓN TRABAJO DE GRADO AUTOR Apellidos. Nombres. Ruge Gil. Evelyn Jimena. Apellidos. Nombres. Cárdenas. Luís Fernando. Apellidos. Nombres. Ruiz Sánchez. Fabio Enrique. DIRECTOR. ASESOR. TRABAJO PARA OPTAR POR EL TÍTULO DE: BIOLOGO TÍTULO COMPLETO DEL TRABAJO: DISCRIMINACIÓN DE LOS EFECTOS DE FLUOXETINA Y COCAÍNASOBRE LA EJECUCIÓN EN EL TEST DE NADO FORZADO EN RATAS CEPA WISTAR FACULTAD:. CIENCIAS. PROGRAMA: Carrera __X__ Especialización ____ Maestría ____ Doctorado ____ NOMBRE DEL PROGRAMA: CIUDAD:. BOGOTA. BIOLOGIA APLICADA. AÑO DE PRESENTACIÓN DEL TRABAJO: 2008. NÚMERO DE PÁGINAS: 68 TIPO DE ILUSTRACIONES: • Tablas, gráficos y diagramas • Láminas • Fotografías •. 7.

(8) DESCRIPTORES O PALABRAS CLAVES. COCAINA, FLIOXETINA, HALOPERIDOL, PORSOLT, WISTAR. RESUMEN DEL CONTENIDO El Test de Nado Forzado de Porsolt (TNF), es uno de los modelos más ampliamente utilizados para detectar actividad antidepresiva en un gran número de sustancias, sin embargo tiene algunas limitaciones ya que puede llegar a presentarse falsos positivos. Se evaluó la eficacia de este Test para discriminar los efectos de una sustancia antidepresiva (Fluoxetina) y una sustancia estimulante (Cocaína); para tal fin se utilizaron 46 ratas macho cepa Wistar de 45 días de edad, estas fueron divididas en dos grupos, y tratadas crónicamente durante 7 días con: experimento 1 (solución salina y Fluoxetina, Experimento 2 (Solución Salina, Fluoxetina y Cocaína). Cada grupo fue expuesto a una sesión de entrenamiento y test siguiendo la metodología desarrollada por Porsolt 1977. El día del test los individuos recibieron previa inyección de Haloperidol o solución Salina. Una vez efectuado el análisis estadístico no se encontró el efecto esperado de la Fluoxetina como droga antidepresiva corroborando, las falencias que tiene esta como medicamento para la depresión. Los datos obtenidos por los grupos tratados con Cocaína mostraron mayor tiempo de nado y latencia, lo cual se debe al efecto dopaminérgico evaluado por el test. Se tiene en cuenta también el sesgo que representa el tamaño de la muestra en la obtención de datos menos robustos.. 8.

(9) DEDICATORIA Dedico este trabajo a Mónica quien siguió detalladamente el desarrollo del mismo brindándome su apoyo incondicional en momentos difíciles, gracias por tus consejos, y tus ayudas sobre todo las ayudas que sin ellas no hubiera sido posible la culminación de mi trabajo de grado. Gracias por corregir mis errores y hacerme crecer como persona, es bueno saber que puedo contar contigo.. Duda siempre de ti mismo, hasta que los datos no dejen lugar a dudas. Louis Pasteur. 9.

(10) AGRADECIMIENTOS. Mis más sinceros agradecimientos a todas aquellas personas que intervinieron de una u otra forma en el desarrollo de este trabajo. A mi familia por su apoyo y paciencia. A mi director Fernando Cárdenas que con sus consejos y enseñanzas no solo me guiaron durante el desarrollo de mi trabajo también se ha convertido en mi ejemplo a seguir. A mi codirector Fabio Ruiz por su tiempo y ayuda. A lalita por su colaboración y alegría incondicional en cada una de las actividades que realice durante este tiempo. Agradezco especialmente a. Mónica, por darme animo en los momentos mas. difíciles, por ser paciente, por ayudarme, explicarme colaborarme, etc. A la universidad de los Andes por abrirme las puertas no solo de sus instalaciones también de cada uno de los trabajadores que cada fin de semana me colaboraban incondicionalmente Finalmente agradezco a la hermosa universidad Nacional de Colombia ya que por medio de ella conocí a Fernando (mi director) y además obtuve el 99.9% de las Ratas por las que tanto sufrí buscando.. 10.

(11) TABLA DE CONTENIDOS Pág. 1. Introducción. 2. 2. Marco Teórico. 4. 2.1 Antecedentes. 4. 2.2 Validez de un modelo. 5. 2.3 Modelo animal. 6. 2.4 Investigación animal. 6. 2.5 Animal de experimentación. 7. 2.6 Cepa Wistar. 8. 2.6.1 Reproducción. 9. 2.6.2 Almacenamiento. 10. 2.6.2.1 Micro y Macro ambiente. 10. 2.7 Depresión. 10. 2.7.1 Causas. 11. 2.7.2 Factores genéticos. 12. 2.7.3 Factores químicos. 13. 2.7.3.1 Serotonina. 13. 2.7.3.2 Noradrenalina. 13. 2.7.3.3 Dopamina. 14. 2.8 Motricidad. 14. 2.8.1 Sistema motor piramidal y extrapiramidal. 14. 2.9 Modelos para el estudio de la depresión. 15. 2.9.1 Modelos para probar depresión. 15. 2.9.1 Modelos para inducir depresión. 16. 2.10 Catecolaminas e indolamina. 17. 2.11 Serotonina. 18. 2.11.1 Historia y descripción. 18. 2.11.2 Síntesis y degradación. 19. 2.11.3 Receptores y vías serotoninergicas. 21. 2.11.4 Implicaciones. 23. 2.12 Dopamina. 25. 2.12.1 Historia y descripción. 26. 11.

(12) 2.12.2 Síntesis y degradación. 26. 2.12.3 Receptores y vías dopaminérgicas. 28. 2.12.4 Implicaciones. 31. 2.13 Antidepresivos. 32. 2.13.1 Antidepresivos tricíclicos (ADT). 32. 2.13.2 Inhibidores de la monoaminoxidasa (IMAO). 33. 2.13.3 Inhibidores de la recaptacion de serotonina (ISRS). 33. 2.14 Fluoxetina. 33. 2.14.1 Descripción. 33. 2.14.2 Historia. 34. 2.14.3 Mecanismos de acción. 35. 2.14.4 Metabolismo. 35. 2.15 Neurolépticos. 35. 2.15.1. Funcionamiento Bioquímica. 35. 2.15.2 Efectos secundarios. 36. 2.15.3 Mecanismos de acción. 36. 2.16 Haloperidol. 36. 2.16.1 Acción farmacológica. 37. 2.16.2 Efectos colaterales y secundarios. 38. 2.16.3 Farmacocinética. 38. 2.17 Relación entre dopamina y haloperidol. 39. 2.17.1 Antagonistas dopaminérgicos. 39. 2.17.2 Fármacos que actúan sobre la sinapsis dopaminergica. 39. 2.18 Cocaína. 39. 2.18.1 Descripción. 39. 2.18.2 Farmacocinética. 40. 2.18.3 Absorción. 40. 2.18.4 Distribución. 41. 2.18.5 Metabolismo. 41. 2.18.6 Eliminación. 41. 2.18.7 Mecanismo de acción. 42. 2.18.9 Acciones Farmacológicas. 42. 3. Formulación del problema y justificación. 12. 44.

(13) 3.1 Problema. 44. 3.2 Preguntas de investigación. 44. 3.3 Justificación. 44. 3.4 Hipótesis. 45. 4. Objetivos. 46. 4.1 Objetivo general. 46. 4.2 Objetivos específicos. 46. 5. Materiales y métodos. 47. 5.1 Diseño de la investigación. 47. 5.1.1 Muestra y variables. 47. 5.2 Métodos. 47. 5.2.1 Animales. 47. 5.2.2 Drogas. 47. 5.2.3 Procedimiento. 48. 5.3 Análisis de información. 49. 6. Resultados. 50. 6.1 Experimento 1. 50. 6.1.1 Diferencia de latencias entre el entrenamiento y el test. 50. 6.1.2 Diferencia en el tiempo de nado entre el entrenamiento y el test. 51. 6.1.3 Latencia en el test. 51. 6.1.4 Tiempo de nado en el test. 52. 6.1.5 Tiempo de nado y latencia en el entrenamiento. 53. 6.2 Experimento 2. 53. 6.2.1 Diferencia de latencias entre el entrenamiento y el test. 53. 6.2.2 Diferencia en el tiempo de nado entre el entrenamiento y el test. 54. 6.2.3 Latencia en el test. 54. 6.2.4 Tiempo de nado en el test. 55. 7. Discusión. 56. 8. Conclusiones. 59. 9. Recomendaciones. 60. 10. Literatura Citada. 61. 13.

(14) LISTA DE TABLAS Pág. Tabla1.Resultados de la ANOVA de dos vías aplicada a los comportamientos medidos. 14. 53.

(15) LISTA DE FIGURAS Pág. Figura 1.. Foto Rata Cepa Wistar.. 8. http:/www.iar.or.jp/shodobutsu/wi_rat/index.html Figura 2.. Foto Rata Cepa Wistar. 8. http://www.iar.or.jp/shodobutsu/wi_rat/index.html Figura 3.. Fotografía de crías Rata Wistar (4, 15 y 20 días. 9. de edad respectivamente). Foto tomada por Evelyn Jimena Ruge, Bioterio Universidad de lo Andes. Figura 4.. Fotografía caja de almacenamiento de los. 10. Animales. Foto tomada por Evelyn Ruge. LAB de Neuro-anatomía Universidad de lo Andes. Figura 5.. Imagen estructural de la serotonina (Izq), imagen. 18. Tridimensional de la serotonina (Der). http://www.wikipedia.org/wiki/serotonin. Figura 6.. Síntesis de Serotonina.. 21. http://guiasdeneuro.com.ar/neurotrans.htm. Figura 7.. Resumen receptores serotoninegicos (Baker et al2001). 22. Figura 8.. Vías serotoninergicas (Manter and Gatz`s 1992). 23. Figura 9.. Imagen estructural de la Dopamina (Izq),. 25. Imagen tridimensional de la dopamina (Der). http://enwikipedia.org/wiki/dopamine. 15.

(16) Figura 10.. Síntesis de Dopamina. http://guiasdeneuro.com.ar. 27. /neurotrans.htm Figura 11.. Vías Dopaminérgicas (Manter and Gatz`s 1992). 28. Figura 12.. Imagen estructural de Fluoxetina (Izq), Imagen. 33. tridimensional de Fluoxetina (Der). Figura 13.. Fluoxetina (Prozac). Presentación en Capsulas de 20mg y. 34. 10mg. http://www.melhorqueprozac.blogs.pt/2004_11.html Figura 14.. Acción de la cocaína en el cerebro (Volkow 2001). 39. Figura 15.. Test de nado forzado (Porsolt). http://psyweb.vghtpe.gov.tw. 48. /Animal%20models%20of%20depression-detail.htm. Fig. 16.. Diferencia tiempo de latencia entrenamiento/ test. 50. Fig. 17.. Diferencia tiempo de nado entrenamiento/ test. 51. Fig. 18.. Tiempo de latencia test. 51. Fig. 19.. Tiempo de nado test. 52. Fig.20.. Diferencia tiempo de latencia entrenamiento / test. 53. Fig. 21.. Diferencia tiempo de nado entrenamiento/ test. 54. Fig.22.. Tiempo de latencia Test. 54. Fig. 23.. Tiempo de nado test. 55. 16.

(17) RESUMEN El Test de Nado Forzado de Porsolt (TNF), es uno de los modelos más ampliamente utilizados para detectar actividad antidepresiva en un gran número de sustancias, sin embargo tiene algunas limitaciones ya que puede llegar a presentarse falsos positivos. Se evaluó la eficacia de este Test para discriminar los efectos de una sustancia antidepresiva (Fluoxetina) y una sustancia estimulante (Cocaína); para tal fin se utilizaron 46 ratas macho cepa Wistar de 45 días de edad, estas fueron divididas en dos grupos, y tratadas crónicamente durante 7 días con: experimento 1 (solución salina y Fluoxetina, Experimento 2 (Solución Salina, Fluoxetina y Cocaína). Cada grupo fue expuesto a una sesión de entrenamiento y test siguiendo la metodología desarrollada por Porsolt 1977. El día del test los individuos recibieron previa inyección de Haloperidol o solución Salina. Una vez efectuado el análisis estadístico no se encontró el efecto esperado de la Fluoxetina como droga antidepresiva corroborando, las falencias que tiene esta como medicamento para la depresión. Los datos obtenidos por los grupos tratados con Cocaína mostraron mayor tiempo de nado y latencia, lo cual se debe al efecto dopaminérgico evaluado por el test. Se tiene en cuenta también el sesgo que representa el tamaño de la muestra en la obtención de datos menos robustos. Palabras clave: Cocaína, Fluoxetina, Haloperidol, Porsolt, Wistar.. 17.

(18) ABSTRACT The Porsolt Forced swim test (FST) is one of the most widely used behavioural test in the evaluation of the antidepressant effects of drugs. Nevertheless it has some limitations since they can get to appear false positives. The effectiveness of this Test was evaluated to discriminate the effects of an antidepressing substance (Fluoxetine) and a stimulating substance (Cocaine), for such aim were used 46 rats male Wistar strain, of 45 days of age, these were divided in two groups, and dealt chronically during 7 days with: experiment 1 (saline solution and Fluoxetina) , Experiment 2 (Saline Solution, Fluoxetina and Cocaine). Each group was exposed to a training session and test following the same methodology developed by Porsolt 1977, the day of the test the individuals received previous injection of Haloperidol or saline solution. Once carried out the statistical analysis was not observed the effect of fluoxetine like antidepressing drug corroborating, the mistakes that it has as a. medicine for. depression . The data collected by the groups dealt with Cocaine showed greater time of swim and latency, because of the dopaminergic effect evaluated by the test. It must be consider the slant that represents the sample size. Key words: Cocaíne, Fluoxetine, Haloperidol, Porsolt, Wistar.. 18.

(19) 1. Introducción La depresión es un trastorno altamente complejo que afecta a un porcentaje elevado de la población general y a pesar de los abundantes estudios clínicos y experimentales, aun se desconocen diversos aspectos implicados en su fisiopatología y en las acciones de las terapias farmacológicas utilizadas en su manejo (Alguacil 1996). Debido a que consideraciones éticas y de sentido común restringen la investigación en humanos existen diferentes formas de estudiar la depresión por medio de modelos animales. El uso de estos modelos animales es fundamental para el estudio de mecanismos anatómicos, fisiológicos, bioquímicos y moleculares de las enfermedades que afectan al hombre. Los modelos más utilizados para el estudio de la depresión se realizan con roedores debido a la gran cantidad de ventajas que tienen estos como fácil cuidado y mantenimiento, costo accesible de manutención, alta capacidad reproductiva y tiempo corto de generación entre otras (Anisman 1978). Existen gran variedad de modelos que han servido para analizar la eficacia de diferentes fármacos denominados antidepresivos, estos son un grupo de medicamentos que actúan frente a la depresión aumentando la concentración de aminas neurotransmisoras en la sinapsis neuronal, la mayoría de las veces impidiendo su recaptación (Armario 1989). Uno de los modelos más ampliamente utilizados en el estudio de la depresión es el Test de nado forzado descrito por Porsolt (1977) debido a la gran cantidad de exigencias que debe satisfacer una práctica animal para ser considerada un modelo validado, la mayoría de estos cumplen algunos pero no todos estos requisitos de validez. El test de nado forzado posee una fuerte validez de predicción y semejanza pero es débil en cuanto a la validez de constructo siendo esta una de las más importantes (Benoit et al .2005). Estos problemas de validez pueden llevar a que fármacos de acción estimulante puedan ser catalogados como antidepresivos, en tanto podrían ser descartados fármacos con potenciales acciones antidepresivas sobre sistemas no locomotrices (Benoit et al .2005).. 19.

(20) Mediante el presente estudio se pretende determinar la eficacia del modelo de nado forzado para discriminar los efectos de un antidepresivo y un estimulante con el fin de proporcionar resultados más precisos y con ello disminuir la probabilidad de que fármacos con potencial estimulante sean considerados antidepresivos. Todo esto redundaría en mejorar su validez de constructo.. 20.

(21) 2. Marco Teórico 2.1. Antecedentes La depresión constituye uno de los trastornos psiquiátricos más comunes y es uno de los problemas médicos más frecuentes. Un informe de la Organización Mundial de la Salud consideró a la depresión como una de las condiciones médicas que provoca mayor agobio en el mundo, situándola en cuarto lugar, de acuerdo a los años de vida perdidos por muerte prematura o vividos con una discapacidad severa y de larga duración. A pesar de esta realidad, un importante número de personas afectadas no recibe un diagnóstico y un tratamiento apropiados (Alguacil 1996). Sin embargo, no puede negarse que el estudio de los modelos experimentales de depresión y de los efectos farmacológicos de los antidepresivos suponen una aproximación muy importante al conocimiento de este trastorno afectivo; de esta forma, la validez de los modelos existentes ha sido cuestionada bien por sus dudosos fundamentos teóricos o por la falta de similitud entre las respuestas inducidas y las situaciones clínicas (Willner 1986). Numerosos intentos han creado modelos animales de depresión o al menos de los síntomas de depresión, John F. Cryan y colaboradores plantean la duda de la investigación en modelos animales específicamente en términos de depresión (Cryan et al. 2002). Uno de los modelos más utilizados en el estudio de la depresión es el test de nado forzado descrito por Porsolt en 1977, este se basa en la observación de ratas las que inicialmente siguen movimientos de escapatoria, desarrollando una postura de inmovilidad cuando se encuentran en un cilindro sin salida, la inmovilidad refleja una perdida de persistencia en el comportamiento de escape (desesperanza conductual) o el desarrollo de un comportamiento pasivo (Cryan et al. 2002). Como ya se ha dicho anteriormente el test de nado forzado. posee una fuerte. validez de predicción y semejanza pero es débil en cuanto a la validez de constructo ya que es difícil establecer este tipo de validez en este test debido a que la inmovilidad observada durante el test es difícil de interpretar además de no existir un estresor relevante no-ecológico que produzca este tipo de comportamiento (Wilner et al. 2002). Un estudio realizado por. Benoit Petit. y colaboradores 2005, con el fin de. comprobar los tres tipos de validez del test de nado forzado, demuestran que solo un tipo de antidepresivo utilizado durante el estudio dio resultados significativos para. 21.

(22) el T.N.F, ya que el resto de antidepresivos utilizados presentaron falsos positivos debidos a una actividad locomotriz. En este estudio se concluye que la actividad dopaminergica no resulta medible en el Test de Nado Forzado. Con el fin de incrementar la sensibilidad, especificidad y validez tradicional del test de nado forzado se han desarrollado algunas modificaciones al test como el aumento de la profundidad del agua en el cilindro, diámetro del cilindro, tiempo de tratamiento, temperatura del agua, intervalos de observación entre otros, como resultado se ha obtenido menor inmovilidad que en el test tradicional además de otros comportamiento que resultan poco significativos para darle una mayor validez al test (Cryan et al. 2002). Existen métodos complementarios afines a la prueba de la natación forzada que permiten reducir el número de antidepresivos que se comportan como falsos negativos (Stéru 1985). Entre los falsos positivos se encuentran diversos psicoestimulantes, además de anticolinergicos y antihistamínicos; sin embargo, el hecho de que la actividad antihistamínica y/o anticolinérgica pueda jugar un papel en la reversión de la depresión no puede descartarse, y de hecho se ha sugerido que pueden contribuir al efecto antidepresivo de los tricíclicos (Onodera 1991). Un estudio realizado en Colombia por Cárdenas y colaboradores durante el 2006, demuestra que existen falencias en el test de nado forzado ya que este podría enmascarar el efecto antidepresivo de los fármacos con acción sobre sistemas no locomotrices. 2.2. Validez de un Modelo Cualquier practica animal debe satisfacer algunas exigencias antes de ser considerada un modelo animal; para esto existen tres tipos de validez que se deben tener en cuenta validez de semejanza o analogía, validez de constructo u homología y validez de predicción o correlación (Herraez et al. 2004). La validez de semejanza verifica la similaridad entre el modelo y la patología que se desea modelar, la validez de constructo presupone semejanza entre la interpretación teórica del modelo y los conocimientos que la neurobiología posee sobre la patología modelada. Finalmente, la validez de predicción se fundamenta en la existencia de correlación entre los. 22.

(23) efectos de determinados fármacos tanto en el modelo como en la clínica (Willner 1984). De esta forma, solo podrán ser considerados como modelos de patologías, aquellas situaciones experimentales que satisfagan estos tres criterios (Willner 1984). 2.3. Modelo Animal Modelar un fenómeno biológico significa reducirlo a sus características más relevantes, con una consistencia estadística adecuada de modo que sea fácilmente abordable con la metodología de investigación disponible. A pesar de sus obvias limitaciones, los modelos animales en Psiquiatría constituyen una interfase de utilidad con las Neurociencias. Por una parte, son el canal más importante para que los desarrollos terapéuticos farmacológicos se incorporen dentro de la perspectiva clínica; además, los modelos animales aportan información sobre el fundamento psicobiológico de las patologías psiquiátricas (Yannielli et al. 1999). Un modelo animal puede definirse como el uso de un animal de experimentación que reproduce una enfermedad (o procesos de una enfermedad) de manera más o menos parecida al humano para permitir su conocimiento o abordaje mediante diferentes técnicas terapéuticas (Herraez et al. 2004). En relación a la depresión, los modelos animales son ampliamente usados por la industria farmacéutica para el desarrollo de antidepresivos. Asimismo, en los últimos tiempos estos modelos también se han introducido en la investigación psicobiológica de la depresión, así como en los estudios de los mecanismos neuroquímicos por los cuales los antidepresivos revierten los síntomas fisiológicos y/o conductuales asociados a la depresión (Sherman et al. 1998). 2.4. Investigación Animal El uso de la experimentación animal puede explicarse por las siguientes razones: •. No se puede aplicar directamente en el ser humano (Herraez et al. 2004).. •. Se necesita saber la cantidad y calidad de los nuevos descubrimientos, y comprobarlo en un número adecuado de elementos vivos más o menos comparables con el ser humano, para conseguir una validez estadística (Herraez et al. 2004).. 23.

(24) •. La experimentación humana en las primeras fases de una nueva investigación puede ser censurable, aunque lógicamente, una vez superada esta primera fase, tenga que realizarse sobre voluntarios para verificar realmente su utilidad (Herraez et al. 2004).. En el campo de la investigación biológica. se utilizan modelos animales para. experimentación, pero esto debe hacerse apreciando el valor de estas especies, asegurándose de su protección, respeto y cuidado. En conclusión el uso de animales en la investigación, enseñanza y pruebas, es aceptable solamente si contribuye en forma efectiva a la mejor compresión de principios biológicos fundamentales o al desarrollo de conocimientos que, razonablemente, pueden beneficiar a los seres humanos (Herraez et al. 2004). 2.5. Animal de Experimentación Un animal de laboratorio o experimentación es aquel que se engendra y se cría para una investigación con algún fin científico. Los animales de laboratorio deben tener unas cualidades controlables desde el punto de vista de la experimentación, para que sean homogéneos desde tres puntos de vista: Somático: peso, forma, sexo, etc. Genético: por su igualdad o similitud biológica. Sanitario: sin gérmenes (axénicos), gérmenes controlados (gnotoxénicos) o normales sanos (Murray et al. 1996). Los animales mas utilizados en experimentación sobre todo a nivel neurofisiológico y comportamental han sido los roedores dentro de los cuales se prefiere la rata (Murray et al. 1996). La rata de laboratorio surge de la domesticación de la rata noruega Rattus novegicus, especie cosmopolita. Fue la primera especie de mamíferos domesticada con propósitos científicos (Kennet et al. 1986).. 24.

(25) Fig 1. Foto Rata Cepa Wistar http:/www.iar.or.jp/shodobutsu/wi_rat/index.html La rata tiene muchas particularidades que le favorecen como animal de laboratorio. Esta perfectamente caracterizada desde el punto de vista anatómico, fisiológico y genético. Se reproduce muy bien por exo y endocría por lo que existen muchas cepas inbred y outbred. Algunas de las outbred son: Sprague dawley (Sd), Wistar (Wi), Long evans (Le). Las cepas inbred mas utilizadas incluyen: Fisher 344 (f344), Brown norway (Bn), Lewis (l), y Wistar-furth (Wf) (Ferreira et al. 1998). Son animales muy adaptables, fáciles de cuidar y manejar. Es posible producirlas libres de gérmenes y de enfermedades con lo cual se reduce la principal variable no controlada que invalida la investigación con animales (Ferreira et al. 1998). 2.6. Cepa Wistar. Fig 2. Foto Rata Cepa Wistar http://www.scanbur.eu/products__Lab_animals.htm. 25.

(26) Para efecto de estudios en el sistema nervioso, el modelo animal que se ajusta mejor a la experimentación es la rata de la cepa Wistar, Rattus norvegicus (Berkenhout orden: Rodentia , familia: MURIDAE) criada en el laboratorio, gracias a sus características biológicas tales como el tamaño de los individuos y su reproducción constante a lo largo de todo el año; esto último redunda en el abasto, así como en la reducción del número de individuos usados en investigación y de las variables en los resultados obtenidos, además la rata reacciona fácilmente ante cosas o situaciones nuevas y su docilidad permite una fácil manipulación (Osorio et al. 2000). La cepa Wistar es original del instituto Wistar en el reino unido en 1947. Luego adquirida por laboratorio Charles River (Crl) (Osorio et al. 2000). 2.6.1. Reproducción:. Fig 3. Fotografía de crías Rata Wistar (4, 15 y 20 días de edad respectivamente). Foto tomada por Evelyn Jimena Ruge, bioterio Universidad de lo Andes. La rata cepa Wistar posee un ciclo estral de cuatro a cinco días, el celo dura 12 Horas aproximadamente y se produce generalmente durante la noche, el apareamiento puede tardar hasta ocho días de adaptación entre el macho y la hembra y la gestación dura un promedio de 12 días (Osorio et al. 2000).. 26.

(27) 2.6.2. Almacenamiento 2.6.2.1 Microambiente y Macroambiente. Fig 4. Fotografía caja de almacenamiento de los animales. Foto tomada por Evelyn Ruge. LAB de Neuro-anatomía Universidad de lo Andes. Las cajas o jaulas deben ser de preferiblemente de plástico o metálicas, con tapas de acero inoxidable o alambre galvanizado (Osorio et al. 2000). Deben permanecer a una temperatura ideal de 18º C a 24º C, La ventilación es importante debiéndose hacer de 10 a 15 cambios de aire por hora (Osorio et al. 2000). 2.7. Depresión La depresión es un trastorno de una elevada frecuencia en la población general. Constituye uno de los trastornos psiquiátricos más comunes y es uno de los problemas médicos más frecuentes. Un informe de la organización mundial de la salud consideró a la depresión como una de las condiciones médicas que provoca mayor agobio en el mundo, situándola en cuarto lugar, de acuerdo a los años de vida perdidos por muerte prematura o vividos con una discapacidad severa y de larga duración (Arango et al. 1990). Diversas evidencias sugieren que la depresión tiene una etiología biológica. No obstante, a pesar de la enorme cantidad de investigación destinada a develar sus bases orgánicas y de los notables progresos alcanzados, aún persisten muchas interrogantes sin respuesta (Duman et al. 1997).. 27.

(28) Las primeras hipótesis etiológicas sobre la depresión se enfocaron en los sistemas monoaminérgicos. Inicialmente se planteó que la depresión se debía a un déficit en la neurotransmisión monoaminergica. Aunque desde una perspectiva actual las hipótesis de depleción de monoaminas parecen una visión sobresimplificada de la fisiopatología de la depresión (Richardson 1991). Algunos autores señalan que los signos neurovegetativos son más útiles para el diagnóstico de la depresión que aquellos síntomas subjetivos comunicados por los pacientes (Richardson 1991), uno de los criterios básicos para el diagnóstico de la depresión es la presencia prolongada de un estado disfórico cuya evaluación en modelos animales siempre es muy aventurada (Richardson 1991). 2.7.1. Causas La depresión se debe básicamente a la suma de factores tanto biológicos como de estrés psicosocial con incapacidad del individuo para afrontarlo. Por lo tanto se deben considerar dos formas básicas de depresión, exógena y endógena. La depresión exógena (o reactiva) obedece a una causa externa generalmente bien definida (pérdida de un familiar o un ser amado, pérdida monetaria o de posición social, enfermedad invalidante, etc. (Alguacil 1996). La depresión endógena, en cambio, no tiene causa externa manifiesta, lo cual lleva a considerarla una alteración biológica, como ocurre en las psicosis bipolar (maniaco-depresiva) o unipolar (depresiva) (Alguacil 1996). En la vida diaria los estímulos que pueden generar depresión son multifactoriales, todos ellos tienen como denominador común el constituir estresores con valor afectivo sólo para el individuo afectado. Ese valor afectivo varía de individuo a individuo por lo tanto la experiencia de cada individuo es la variable que introduce la diferencia en la respuesta. En otras palabras, el estrés es un factor importante para que el estado depresivo reactivo se genere y éste no puede separarse de los cambios biológicos (fisiológicos y hormonales) que normalmente son concomitantes con el estrés, asociado todo ello al eje hipotálamo-hipófisis-suprarrenal. Por lo tanto, se puede inferir que la llamada depresión exógena depende a su vez de ambos factores, la calidad y la cantidad del estimulo ambiental estresor y los sustratos biológicos (genéticos, bioquimicos y moleculares) que determinan las alteraciones en la homeostasis y por ende en la función cerebral (Guadarrama et al 2006).. 28.

(29) Las características claves por medio de la cuales se podrían definir los desordenes depresivos son: •. Talante bajo. •. Energía reducida. •. Perdida del interés. Otros síntomas comunes incluyen baja concentración, reducida autoestima, pensamientos de culpabilidad, ideas de auto daño o suicidio, disturbios del sueño y alteraciones del apetito. El papel de los factores físicos o biológicos en la patogénesis de la depresión se ha sospechado desde la antigüedad. Sin embargo solo en la mitad tardía del siglo XX la tecnología y la metodología experimental han estado disponibles para estudiar estos procesos en los desordenes del talante (Guadarrama et al 2006). En conclusión la depresión tiene muchas causas, las cuales incluyen:. •. Factores genéticos. •. Factores químicos: alteraciones de neurotransmisores. •. Factores psicosociales: experiencias adversas en la infancia: dificultades cotidianas y crónicas, eventos indeseable en la vida, red social limitada, baja autoestima (Guadarrama et al 2006).. 2.7.2. Factores Genéticos La influencia genética es más marcada en pacientes con formas graves de trastorno depresivo y síntomas de depresión endógena. El riesgo de morbilidad en parientes de primer grado (padres, hermanos. o hijos) esta incrementado en todos los. estudios que se han llevado a cabo, y es independiente de los efectos del ambiente o educación. Marcadores genéticos potenciales para los trastornos del talante han sido localizados en los cromosomas X, 4, 5, 11, 18 y 21 (Guadarrama et al 2006). Estudios realizados por Guadarrama (2006) proveen evidencia de la interacción genético-ambiental, en la cual la respuesta de un individuo a los estímulos ambientales es moderada por la organización genética del mismo.. 29.

(30) 2.7.3. Factores Químicos Existe evidencia que la alteración de diferentes neurotransmisores como niveles anormales de serotonina (5-hidroxitriptamina, 5-HT), norepinefrina y dopamina, podrían ser importantes en la fisiopatología de la depresión (Guadarrama et al 2006). 2.7.3.1. Serotonina La serotonina ejerce importante acción en el talante, conducta, movimiento, apreciación de dolor, actividad sexual, apetito, secreciones endocrinas, funciones cardiacas y el ciclo de sueño-vigilia. La mayoría de la serotonina cerebral se genera en los núcleos de rafe, principalmente en el noveno núcleo de rafé, que se localiza encordado entre la línea media del puente y el bulbo raquídeo, estructuras que forman parte del tallo cerebral (Arango et al. 1990). La serotonina es producida a partir del aminoácido triptofano, el cual es trasportado a través de la barrera hematoencefalica hasta las neuronas por el gran transportador neutral de aminoácidos (LNAA) (Guadarrama et al 2006). 2.7.3.2. Noradrenalina El locus coeruleus (LC) es el núcleo del encéfalo, en el tallo cerebral, que genera la noradrenalina (NA); las neuronas del LC envían sus axones principalmente a las estructuras limbicas, que incluyen la amígdala, la formación hipocampica y la corteza prefrontal. El locus coeruleus, estructura que forma parte de la formación reticular, posee actividad tónica como marcapaso (Richardson 1984). La actividad de las neuronas del LC aumenta significativamente en la vigilia y en episodios de estrés, en los cuales su actividad neuronal alcanza niveles de intensidad máxima, y de ese modo contribuye a alertar el organismo lo necesario para sobrevivir. El estrés crónico genera depresión reactiva, como se observa en los modelos animales de depresión, y que las reservas de NA en el LC obviamente tienden a repletarse, lo que conduce a mantener el estado de depresión reactiva; en el caso de los individuos con depresión secundaria al estrés crónico ocurre. un fenómeno. fisiológico similar (Richardson 1984). La carencia de este neurotransmisor o su desequilibrio con la serotonina puede ser la causa de psicosis depresiva unipolar o bipolar (Richardson 1984).. 30.

(31) 2.7.3.3. Dopamina La dopamina es una catecolamina que se genera por las neuronas pigmentadas en la pars. compacta del locus Níger; y en las neuronas de la parte ventral del. tegmento mesencefalico; de aquí se origina la vía que existe entre la sustancia Nigra y el cuerpo estriado (vía nigroestriada), la vía que va del área tegmental ventral del mesencefalo hacia el núcleo accumbens del sistema limbico y a la corteza prefrontal (vía mesolímbico-cortical). Una tercera vía dopaminergica se origina de neuronas del tuber de la hipófisis a la adenohipofisis (vía tuberohipofisiaria), aunque esta ultima únicamente participa en la sintesis de prolactina (Collu et al. 1997). La. dopamina. es. principalmente. un. neurotransmisor. inhibitorio.. Este. neurotransmisor, en las vías mesocortical y mesolimbica, participa en el mantenimiento del estado de alerta. Se deriva del aminoácido tirosina y la síntesis es por la misma vía de la noradrenalina (Collu et al. 1997). La serotonina y la noradrenalina tienen fuerte influencia en patrones conductuales y función mental mientras que la dopamina esta más involucrada en la función motriz. Estas tres sustancias son sin duda fundamentales para el funcionamiento normal del cerebro; por esta razón dichos neurotransmisores han sido el centro de estudios neurocientíficos durante muchos años (Richardson 1984). 2.8. Motricidad 2.8.1. Sistema Motor Piramidal y Extrapiramidal El sistema motor piramidal es una vía monosinaptica (formada por una sola neurona) que tiene su origen en varias zonas de la corteza: Una parte se origina en el área motora primaria (área cuatro de Broadmann) y está situada en el giro precentral por delante de la cisura central o de Rolando. De esta área parten el 45% del total de las fibras piramidales. El resto de fibras parten de áreas situadas en la corteza frontal o corteza parietal (Kandel et al. 2001). El sistema piramidal está compuesto por neuronas corticales, cuyos axones sinaptan directamente con las neuronas motoras de la médula espinal, sin relevo en el tronco del encéfalo (Kandel et al. 2001). Existen dos vías piramidales: el tracto corticoespinal o piramidal. Y la Vía tracto corticonuclear o corticobulbal (Kandel et al. 2001).. 31.

(32) Por otro lado el sistema motor extrapiramidal, Incluye: Ganglios basales, Núcleo subtalámico, Núcleo rojo, Sustancia negra y Formación reticular. Las lesiones de estas estructuras dan lugar a alteraciones muy graves como la Atetosis, Baile de San Vito y/o el Parkinsonismo (Kandel et al. 2001). 2.9. Modelos Para El Estudio De Depresión Debido a que los síntomas principales de la depresión clínica involucran cambios en el estado de ánimo, los modelos animales de depresión han sido difíciles de estudiar. Gran cantidad de modelos animales caracterizados involucran el comportamiento asociado con la depresión o la capacidad de detectar selectivamente efectos de drogas antidepresivas (Martín et al. 1998). Existen diferentes modelos para el estudio de la depresión. Algunos sirven para probar directamente la depresión mientras que otros la inducen. A continuación se describirán brevemente algunos de ellos (Martín et al. 1998). 2.9.1. Modelos Para Probar Depresión Dentro de los test para probar la depresión se encuentra el Test de suspensión de cola (TST) en el cual los individuos se suspenden de la cola usando una tapa adhesiva a una barra horizontal, típicamente las ratas entran en agitación seguida temporalmente por luchas de inmovilidad irreversibles para tratamientos con antidepresivos (Stéru 1985). Este test es sensible a varios antidepresivos incluyendo triciclitos e ISRS. En este test se ven superados los problemas de hipotermia y disfunción motor los cuales podrían presentarse en el TNF, por lo tanto puede ser útil como una alternativa al TNF (Stéru 1985). Otro test es el Test de Nado Forzado propuesto por Porsolt en 1987 y modificado por Detke en 1995 es uno de los más ampliamente utilizados, por su valor predictivo, ya que posee una alta capacidad para detectar actividad antidepresiva en un gran número de sustancias El test consiste en colocar una rata en un cilindro de 35 cm de altura generalmente por 24 cm de diámetro con un contenido aproximado de 13.5 cm de agua, el procedimiento normalmente se divide en dos, sesión de previa exposición al test (pretest) con una duración de 15 min A las 24 h se realiza la exposición directa o (test) con una duración de 5 min.. 32.

(33) Durante este tiempo asignado para la observación comportamental de la rata se registra el tiempo de latencia el cual corresponde al tiempo de nado del animal desde el momento en que se le coloca sobre la superficie del agua hasta que se queda inmóvil, y el tiempo de inmovilidad. Se considera inmovilidad cuando el animal realiza apenas los movimientos mínimos necesarios para mantener la cabeza fuera del agua (Porsolt et al.1977). La sesión de pretest induce en ratas un tiempo prolongado de flote durante la sesión de test, este tiempo prolongado de flote ha sido interpretado como un estado de desesperanza reflejado por parte del animal (Porsolt et al. 1978). El tiempo de flote durante la sesión de test puede ser reducido por una gran variedad de drogas conocidas por su eficacia en el tratamiento para la depresión humana. Esto ha permitido usar el tiempo de flote, o tiempo de inmovilidad, para determinar la eficacia de los agentes antidepresivos en el T.N.F (Porsolt et al. 1978). No obstante este test presenta inconsistencias como el requerimiento de test adicionales para distinguir los antidepresivos de otras clases de drogas como estimulantes psicomotores. Para incrementar la validez de predicción de este test además de una gran cantidad de estudios, se han propuesto variaciones metodologicas como el largo y la profundidad del cilindro, las cuales han resultado satisfactorias (West 1990). 2.9.2. Modelos Para Inducir Depresión Existen diferentes modelos para inducir depresión como la Bulbectomia olfatoria (OB) la cual involucra la remoción del bulbo olfatorio, dos semanas antes de comenzar el tratamiento crónico con antidepresivos. La bulbectomia olfatoria en roedores esta caracterizada por el incremento del campo de actividad y la privación en el déficit de aprendizaje, los cuales son atenuados por la administración crónica del antidepresivo. OB ha sido utilizada en ratones mostrando una reversión en el campo de déficit de aprendizaje y una evitación pasiva del comportamiento seguida de un tratamiento crónico con antidepresivos tricíclicos, amitriptilina e imipramina y el atípico trazadon. Sin embargo no existe una larga validación farmacológica de los diferentes tipos de antidepresivos en ratas usando el modelo OB incluyendo SSRIs (Cairncross et al. 1977).. 33.

(34) Otra forma muy conocida de inducir depresión es el Estrés crónico moderado (CMS) el cual tiene en cuenta una serie de estresores ambientales impredecibles y variables (Ferreira et al. 1998). En modelos de depresión basados en el aislamiento, los animales son separados de sus progenitores o sus congéneres, lo que lleva consigo usualmente una respuesta bifásica caracterizada por un período de protesta seguido de un estado de desesperanza (Dalvi et al. 1999). Por ultimo se puede describir la Indefensión aprendida dentro de los modelos para inducir depresión ya que este se basa en la aplicación de un estímulo estresante, de forma que el animal no pueda evitar ni predecir su presentación, ni pueda escapar una vez aplicado (Sherman, 1979). Las consecuencias comportamentales de esta estimulación presentan similitudes importantes con la sintomatología de la depresión: disminución de la efectividad en tareas de aprendizaje, hipoactividad, disminución de la ingesta, disminución de la agresividad o inhibición de conductas que conllevan un refuerzo positivo como la estimulación eléctrica intracraneal (Dalvi et al. 1999). La versión más extendida del test consiste en la aplicación de shocks eléctricos a la rata y el examen posterior del aprendizaje de un comportamiento de evitación en una jaula de evitación “shuttle box” o en una jaula de Skinner (Dalvi et al. 1999). La validez teórica del modelo ha sido criticada por diversas razones; algunos autores atribuyen los déficit conductuales simplemente a una disminución de la actividad motora, lo que pone en cuestión que la indefensión conlleve modificaciones sustanciales de la conducta. Tampoco se conoce con exactitud si el estrés incontrolable en el hombre produce un estado de “indefensión” comparable, y en cualquier caso dicha supuesta indefensión no parece constituir un factor de riesgo para el desarrollo de un cuadro depresivo (Willner 1986). 2.10. Catecolamina e Indolaminas Las monoaminas constituyen el grupo principal de neurotransmisores del sistema nervioso. La característica diferencial de estas sustancias es la presencia de un grupo amino (-NH2), por lo que se denominan monoaminas o también aminas biogénicas. Proceden de aminoácidos precursores y forman dos grupos: las catecolaminas derivadas de la fenilalanina; (dopamina, noradrenalina y adrenalina). 34.

(35) y las indolaminas (serotonina y su neurotransmisor), que derivan del triptofano (Devlin 2004). 2.11. Serotonina. Fig 5. Imagen estructural de la serotonina (Izq), imagen tridimensional de la serotonina (Der). http://www.wikipedia.org/wiki/serotonin. 2.11.1. Historia y Descripción La. indolalquilamina. 5-hidroxitriptamina. (5-HT;. serotonina). fue. inicialmente. identificada por el interés de sus efectos cardiovasculares (Arango et al. 1990). A principios del siglo veinte, las plaquetas fueron identificadas como la fuente de esta sustancia, a finales de la década de los 40, Page y colaboradores, aislaron y caracterizaron esta sustancia tónica del suero (serum; desde aquí, serotonina). La Serotonina es una amina aromática pertenece a la familia de las indolaminas y está compuesta de un anillo indol hidroxilado en la posición cinco, y una cadena lateral etilamínica, se distribuye ampliamente entre animales, plantas y el hombre. En los mamíferos se localiza en las plaquetas, mastocitos y células enterocromafines (Arango et al. 1990). La importancia de este neurotransmisor comenzó a ser reconocida cuando se investigo la fisiología del sueño. Descubriéndose como modulador del sueño, de la actividad sexual y de la conducta agresiva (Arango et al. 1990).. 35.

(36) La combinación del grupo hidroxilo en la posición cinco del núcleo indol y una amina nitrogenada primaria actuando como receptor de un protón del pH fisiológico, hace de la 5-HT una sustancia hidrofilica lo cual dificulta el traspaso de la barrera hematoencefalica, por lo que Twarog y Page en 1953 descubrieron que esta era sintetizada en el cerebro. La observación simultánea de que la droga psicodélica Dietilamida del Acido Lisérgico (LSD) antagoniza una respuesta producida por 5-HT conformo la idea de que la 5-HT era un producto de nuestro cerebro y tiene importante efectos conductuales (Arango et al. 1990). El aminoácido esencial, Triptofano, una vez absorbido del tracto gastrointestinal se distribuye a los tejidos de todo el organismo. Su absorción por las distintas membranas, incluyendo la barrera hematoencefalica, se realiza por competencia de transporte con el aminoácido Tirosina. Consecuentemente, su concentración final en el sistema nervioso central depende de un estricto balance dietario, lográndose un ritmo circadiano propio, el cual también se halla bajo la influencia del ciclo de luzoscuridad, mediado por la glándula pineal, responsable de la N-metilación de la Serotonina a Melatonina (Arango et al. 1990). No todas las células que contienen 5-HT, lo sintetizan. Las plaquetas no sintetizan 5-HT; acumula la 5-HT del plasma por un mecanismo de transporte activo (Arango et al. 1990). 2.11.2. Síntesis y Degradación Pasos en la síntesis de la serotonina: a. Transporte facilitado del aminoácido L-triptofano de la sangre hasta el cerebro. b. Las neuronas serotoninergicas contienen la enzima triptofano- hidroxilasa, que convierte el triptofano en 5- hidroxitriptofano (5-HTP). c. La otra enzima implicada en la síntesis de serotonina es la descarboxilasa de los aminoácidos L-aromático (aminoácido descarboxilasa: AADC), que convierte 5-HTP en 5-HT. Esta enzima además de estar presente en las neuronas serotoninergicas también se encuentra en las catecolaminergicas. 36.

(37) donde convierte 3,4-dihidroxifenilalanina (DOPA) a dopamina (Baker et al2001). La hidroxilación inicial del triptofano parece ser el peldaño limitante en la síntesis de serotonina más que la decarboxilación de 5-HTP. La evidencia en apoyo para este punto de vista incluye el hecho de que 5-HTP se encuentra sólo en pequeñas cantidades en el cerebro, presumiblemente porque es decarboxilado casi tan rápidamente como se forma (Baker et al2001). El aumento de la síntesis resulta desde la conversión realzada del triptófano en 5HTP y tiene una absoluta dependencia del Ca+2 extracelular. Por contraste, las situaciones que requieren aumentos en la síntesis y emisión de 5HT a largo plazo, resultan en la síntesis de la proteína triptófano-hidroxilasa (Baker et al2001). La degradación se produce en el espacio intersináptico. Una vez en el interior de la neurona presinaptica, la serotonina puede ser empaquetada de nuevo en vesículas sinápticas, o puede ser metabolizada. La ruta principal para su degradación es la desaminacion oxidativa al correspondiente acetaldehído, catalizada por la enzima monoaminoxidasa. Posteriormente el aldehído se oxida a 5- hidroxiindol-3-acetato mediante una aldehído deshidrogenada (Baker et al2001).. 37. (anión del acido 5- hidroxiindolacetico).

(38) Fig 6. Síntesis de Serotonina. http://guiasdeneuro.com.ar/neurotrans.htm.. 2.11.3. Receptores y Vías Serotoninergicas La serotonina actúa sobre el receptor postsináptico. Hay siete receptores diferentes para la serotonina: 5HT-1, 5HT-2, 5HT-3, 5HT-4, 5HT-5, 5HT-6 y 5HT-7 (Bonilla et al. 1998, Baker et al2001).. 38.

(39) Fig 7. Resumen receptores serotoninegicos (Baker et al2001). Las vías serotoninergicas proceden de los núcleos del rafe en la protuberancia y se proyectan hacia la médula espinal regulando varias funciones vegetativas como las gastrointestinales o se proyectan hacia la corteza cerebral y estructuras subcorticales regulando funciones cognoscitivas y afectivas (Bonilla et al. 1998, Baker et al2001).. 39.

(40) Fig 8. Vías serotoninergicas (Manter and Gatz`s 1992). 2.11.4. Implicaciones La Serotonina tiene efecto modulador general e inhibidor de la conducta, influye sobre casi todas las funciones cerebrales, inhibiendo en forma directa o por estimulación del GABA. De este modo regula la timia, el sueño, actividad sexual, apetito, ritmos circadianos, funciones neuroendocrinas, temperatura corporal, dolor, actividad motora y funciones cognitivas (Bedoya 1998). •. Regulación del sueño: La Serotonina es el mediador responsable de las fases III y IV del sueño lento. El ritmo sueño vigilia esta regulado por el balance adrenérgico-serotoninérgico, y la disminución de la latencia REM, característica de los estados depresivos debida a un desbalance serotoninérgico-colinérgico (Bedoya 1998).. •. Regulación de la actividad sexual: La Serotonina presenta un efecto inhibitorio sobre la liberación hipotalámica de gonadotropinas con la consecuente disminución de la respuesta sexual normal. La disminución farmacológica de la Serotonina directa o por competitividad aminérgica facilita la conducta sexual (Bedoya 1998).. •. Regulación de las funciones neuroendocrinas: La Serotonina es uno de los principales neurotransmisores del núcleo supraquiasmático hipotalámico del cual depende la sincronización de los ritmos circadianos endógenos de todo el organismo. Influye también en la regulación inhibitoria o estimuladora de. 40.

(41) los factores peptidérgicos de los ejes hipotálamo-hipófiso-periféricos (Bedoya 1998). •. Regulación termo-nociceptiva: La Serotonina produce un efecto dual sobre la termia según sea el receptor estimulado. El 5TH1 produce hipotermia y el 5HT2 hipertermia. En el sueño de ondas lentas se produce el pico mínimo de temperatura coincidente con la aparición del pico máximo de secreción de hormona del crecimiento. La Serotonina es un neuromodulador nociceptivo importante. Los agonistas producen analgesia en animales de laboratorio, siendo bien conocido el efecto antagónico de los antidepresivos tricíclicos (Bedoya 1998).. •. Serotonina en estados depresivos (Bedoya 1998).. Numerosas teorías intentan dar una explicación biológica de los fenómenos depresivos, La más antigua es la clásica hipofunción noradrenérgica; algo posterior es la de la hipofunción indolamínica, y más recientes son las hipótesis de la sensibilización del receptor y la de la desregulación circadiana. Finalmente se publica la teoría hipercolinérgica. En el estado actual de nuestros conocimientos, la alteración cuanti-cualitativa de la serotonina y su unión a receptores específicos corroboran la hipótesis indolamínica, de modificación del receptor y de alteración circadiana, pudiendo involucrar además las otras teorías por desbalance global Avalan la teoría serotoninérgica las siguientes pruebas clínicas y experimentales (Bedoya 1998). -. La disminución del triptofano plasmático en pacientes depresivos.. -. La. disminución. cefalorraquídeo. del de. ácido. 5-hidroxi-indolacético. parasuicidas. y. pacientes. en. líquido. depresivos. con. hostilidad manifiesta o larvada. -. El aumento de la unión de los receptores 5HT2 en plaquetas de pacientes depresivos no medicados.. -. La disminución de la unión a la imipramina tritiada en el suero de pacientes depresivos.. -. La disminución de la respuesta hipotermizante a la ipsapirona en animales de laboratorio medicados con antidepresivos.. -. La aparición de síntomas de depresión por depleción experimental de triptofano dietario.. 41.

(42) -. La anulación de la respuesta normal de las siguientes pruebas neuroendocrinas en humanos: Triptofano y/o Fenfluramina/Prolactina; y Triptofano y/o Fenfluramina/Hormona del crecimiento (Tovar 2001).. Los principales receptores involucrados en la depresión serotoninérgica son el 5HT1a, 5-HT1c y 5-HT2 (Tovar 2001). La normalización terapéutica de la depresión indolaminérgica puede obtenerse por varios mecanismos: •. Utilización de precursores: triptofano y 5-Hidroxitriptofano, en dosis muy variables y personalizadas, recordando que su administración debe realizarse lejos de las comidas para evitar la competencia aminoacídica que disminuiría la absorción del triptofano (Tovar 2001).. •. La utilización de liberadores, como la fenfluramina, cuyo poder adictivo la convierte en droga de riesgo, disminuyendo la posibilidad de uso terapéutico (Tovar 2001).. •. Los clásicos inhibidores inespecíficos de la recaptura, antidepresivos tricíclicos donde sobresale la Clorimipramina, de efectiva acción no sólo antidepresiva sino ansiolítica, antifóbica, antiobsesiva y anticompulsiva (Tovar 2001).. •. Los nuevos inhibidores específicos de la recaptacion de Serotonina, con menor período de latencia, mejor tolerancia y ausencia de efectos anticolinérgicos (Tovar 2001).. 2.12. Dopamina. Fig 9. Imagen estructural de la Dopamina (Izq), Imagen tridimensional de la dopamina (Der). http://enwikipedia.org/wiki/dopamine. 42.

(43) 2.12.1. Historia y descripción En la década de los 50, Carlsson realizó estudios pioneros que mostraron que la dopamina es un importante mensajero químico del sistema nervioso. Antes de estos estudios se consideraba que esta sustancia sólo era un precursor necesario para la síntesis de otro neurotransmisor, la noradrenalina. Mediante un método de alta sensibilidad desarrollado por él mismo, demostró que la dopamina se encontraba en áreas del cerebro en las que no existían cantidades significativas de noradrenalina, lo que le llevó a postular que la dopamina era un transmisor por sí mismo. La dopamina existe en altas concentraciones en las áreas del cerebro denominadas ganglios basales, de gran importancia para la conducta motora, y en la corteza cerebral frontal, donde su función se relaciona con la afectividad y el estado de ánimo (Muller et al. 1989). Podemos decir que la dopamina es la catecolamina más importante precisamente porque presenta una localización encefálica más elevada que la noradrenalina y, por tanto, su repercusión comportamental es más comprometida. Los núcleos cuneiformes, el núcleo rojo, la sustancia negra y las áreas tegmentales son estructuras claramente dopaminérgicas. Lo más significativo de estas estructuras, es que sus fibras constituyen tres fascículos altamente característicos del encéfalo: el fascículo nigroestriado, que se proyecta esencialmente a los núcleos grises basales; el fascículo mesocortical, que alcanzan además de estructuras internas de la corteza, la gran estructura prefrontal. De ahí que la acción de la dopamina debe estar inexorablemente implicada en el control y regulación del movimiento, en la expresión de los estados afectivos y en la capacidad de proposición y juicio, como anteriormente hemos referido (Muller et al. 1989). 2.12.2. Síntesis y degradación El proceso sintético es el mismo que de la norepinefrina. El aminoácido Fenilalanina, normalmente es transformado en Tirosina en el hígado, por acción de la Fenilalanina-Hidroxilasa. La transformación de la Tirosina en Dihidroxifenilalanina (DOPA), está regulada por la enzima Tirosin-hidroxilasa y tiene lugar ya en la terminación nerviosa. La DOPA es descarboxilada por la enzima Dopadescarboxilasa, con lo que aparece la DOPAMINA, ésta se almacena en el pie. 43.

(44) terminal del axón, en unos minúsculos sacos delimitados por una membrana llamados vesículas sinápticas. En un solo pie terminal hay millares de ellas y cada una contiene entre 10 000 y 100 000 moléculas de DA. La llegada de un impulso nervioso al pie del axón es la causa de la liberación, que se desencadena porque aumenta la permeabilidad del pie terminal a los iones de calcio, los cuales activan los mecanismos de liberación (Muller et al. 1989).. Fig 10. Síntesis de Dopamina. http://guiasdeneuro.com.ar/neurotrans.htm. La biodegradación de la dopamina se efectúa por dos vías diferentes: a nivel neurocitoplasmático, experimenta desaminacion oxidativa y es convertida en Ácido dihidroxifenilacético por la MAO localizada en la membrana externa mitocondrial. Y a nivel extracelular, la dopamina que no se encuentra unida a los receptores es metilada y convertida en O-metil-dopamina por la Catecol-O-metiltransferasa. Los. 44.

(45) dos productos de la degradación sufren transformación enzimática antes de dar origen al metabolito inactivo más importante de la Dopamina, el Ácido homovanílico .Recientemente se ha documentado un patrón de variaciones diurnas en las concentraciones plasmáticas de Ácido homovanílico, cambios que se cree se hallan relacionados con cambios en el metabolismo celular de la Dopamina (Muller et al. 1989). Una forma de destrucción es la posible transformación de la DA, en NE. Ahora bien, existen también vías metabólicas enzimáticas a cargo de la MAO y la COMT, las cuales pueden actuar. LA Dopamina (DA), por acción de la COMT que se encuentra preferentemente a nivel del espacio intersináptico, es transformada en 3Metoxitiramina (3MT). La 3MT por acción de la MAO extraneuronal, es transformada en Ácido Homovanílico (HVA) (Muller et al. 1989). 2.12.3. Receptores y Vías Dopaminérgicas. Fig 11. Vías Dopaminérgicas (Manter and Gatz`s 1992). Las neuronas de la parte compacta de la sustancia negra son origen de una vía dopaminergica que actúa sobre el caudado y putamen (Muller et al. 1989). Las neuronas del caudado y putamen que proyectan al globo pálido interno y parte reticular de la sustancia negra tienen receptores para la dopamina de tipo D1, que son activadores, por lo que la dopamina activa la vía directa estimuladora de los movimientos (Muller et al. 1989).. 45.

(46) Las neuronas del caudado y putamen que proyectan al globo pálido externo tienen receptores para la dopamina de tipo D2, que son inhibidores, por lo que la dopamina inhibe a la vía indirecta inhibidora del movimiento. La dopamina por tanto, estimula el movimiento por las dos vías, porque estimula la vía estimuladora e inhibe a la vía inhibidora (Muller et al. 1989). El sistema dopaminérgico tiene una distribución más restringida y una función más definida que el sistema noradrenérgico. En la actualidad se conocen cuatro sistemas dopaminérgicos bien definidos, que son los siguientes: a) Sistema Nigroestrial Se origina en la zona compacta de la Sustancia Negra (pequeña región del mesencéfalo), y desde allí se proyecta al Cuerpo Estriado, mediante fibras muy ramificadas (Muller et al. 1989). b) Sistema Tuberoinfundibular Tiene su origen, principalmente, en el Núcleo Arcuatus del Hipotálamo e inerva la capa externa de la eminencia media y la porción nerviosa e intermedia de la Hipófisis (Muller et al. 1989). Una característica de este sistema es que cuando sus neuronas se activan durante un tiempo largo, se defeccionan marcadamente de DA, y que no son destruidas por la 6-hidroxidopamina (sustancia muy tóxica que se forma por hidroxilación del carbono 6 de la DA, en el espacio intersináptico). c) Sistema Mesolímbico Las células que forman esta vía tienen su origen en el mesencéfalo. Fueron denominadas neuronas A 10 por Dahltrom y Fuxe (1964). Las áreas inervadas por estas células incluyen los Tubérculos Olfatorios y los Núcleos Accumbens; los Núcleos centrales de la Amígdala y el Núcleo Lateral del Septum. Evidencias recientes sugieren que las neuronas A10 se proyectan también a los núcleos basales laterales y posteriores laterales de la amígdala, así como al núcleo caudado ventral lateral (Muller et al. 1989). d) Sistema Mesocortical No es todavía bien conocido si las células A10 tienen ramas que inervan, unas las áreas limbicas y otras las áreas corticales, o si son células independientes para cada sistema. En términos de respuesta a las drogas las neuronas A10 aparecen relativamente homogéneas (Muller et al. 1989).. 46.

(47) En 1973 se sugirió la existencia de una proyección dopaminergica cortical, basándose en evidencias bioquímicas. También en ese mismo año se descubrió una adenil-ciclasa sensible a la DA, en el cortex frontal (Muller et al. 1989). Concretamente la inervación dopaminergica puede ser detectada en el Cortex Prefrontal, Circunvolución del Cíngulo y Cortex Entorrinal (Muller et al. 1989). Receptores dopaminérgicos Las moléculas de DA liberadas cruzan velozmente el espacio intersináptico actuando sobre. receptores específicos situados en la membrana postsináptica.. Estos receptores están constituidos por moléculas de proteínas. Existe en la superficie de la proteína receptora una región que corresponde exactamente con la forma y configuración de la molécula de Dopamina. Además de este “primer receptor”, se ha demostrado que la DA actúa sobre una sustancia que hace a modo de “segundo mensajero”. Sutherland identifico la sustancia de “segundo mensajero” como la molécula de AMP cíclico. Según este autor, la proteína receptora de la DA está acoplada al enzima adenilciclasa que cataliza la conversión del ATP en AMP cíclico. Seguidamente el AMP cíclico actúa sobre la maquinaria bioquímica de la célula, iniciando la respuesta fisiológica característica del transmisor. La posibilidad de que esta adenilciclasa catalizadora del AMP cíclico, sensible a la dopamina, forma parte del receptor dopaminérgico, viene apoyada por el hecho de que en todas las regiones cerebrales donde la dopamina ha sido localizada como neurotransmisor, se ha descubierto la actividad enzimática de esta adenilciclasa (Tovar 2001). Los receptores de dopamina que se conocen hasta hoy son: •. D1: acoplados a la actividad de la adeniciclasa y localizados en la corteza de seres humanos, su activación induce relajación de la fibra muscular lisa en los vasos arteriales renales y de otros territorios vasculares (p. Ej. de musculatura esquelética). A nivel del túbulo renal inhibe la reabsorción de Na+ y aumenta la diuresis. Activa el aparato yuxtaglomerular favoreciendo la secreción de renina (Tovar 2001).. •. D2: asociación negativa a la adenilciclasa. Se reconocen el D2a y el D2b, y se localizan preferencialmente en el sistema límbico y estriado. Al inhibir la función los nervios noradrenérgicos, bloquea la actividad simpática en el. 47.

(48) corazón y en algunos territorios vasculares; como consecuencia aparece bradicardia y reducción de la resistencia periférica. Este efecto ha sido ampliamente estudiado con fines terapéuticos para controlar la hipertensión o para aliviar la insuficiencia cardiaca congestiva (Tovar 2001). •. D3: de localización mesolímbica;. •. D4: en asociación con el receptor del nucleótido Guanina, y de amplia distribución mesolímbica. Se han identificado las variaciones polimórficas D4-2, D4-4 y D4-7, y es muy probable la existencia de las variaciones D4-6 y D4-8. Este receptor D4 tiene gran afinidad con el antipsicótico clozapina (Tovar 2001).. •. D5: de localización mesocortical y de gran afinidad dopaminergica, con activación de la enzima adenilciclasa (Tovar 2001).. 2.12.4. Implicaciones Las acciones de la dopamina son complejas de analizar porque se comporta como activador de baja afinidad de receptores alfa y beta-adrenérgios, y como activador de receptores dopaminérgicos. Además, la estimulación de receptores DA2 presinápticos puede originar una inhibición indirecta de la actividad simpática. Por todo ello la acción resultante es variable y muy dependiente de la dosis, vía de administración y especie animal en que se estudie (Tovar 2001). Por su acción adrenérgica produce taquicardia, aumento de la contractilidad cardiaca, arritmias, vasoconstricción y vasodilatación de diversos territorios vasculares (Tovar 2001). A nivel de ganglios simpáticos la dopamina inhibe o modera la transmisión ganglionar, aunque la activación de algunos receptores presenta un componente facilitador. En el tracto gastrointestinal produce efectos excitadores e inhibidores tanto sobre la actividad del músculo liso como sobre la secreción exocrina. Los efectos inhibidores de la motilidad (relajación o inhibición de la contracción espontánea) son más apreciables en el tercio inferior del esófago, estómago, intestino delgado y grueso; pero como antes se ha indicado, no está claro si se debe a activación de receptores dopaminérgicos. En cuanto a la actividad secretora en la especie humana, la acción de la dopamina es bastante dudosa (Tovar 2001).. 48.

(49) Existen diferentes trastornos que están relacionados a. la dopamina como la. Enfermedad de parkinson, Demencia, Funciones viso-espaciales y Trastornos afectivos y depresión (Tovar 2001). 2.13. Antidepresivos Los antidepresivos. son un grupo de medicamentos que actúan frente a la. depresión. Todos aumentan la concentración de aminas neurotransmisoras en la sinapsis neuronal, la mayoría de las veces impidiendo su recaptacion. Así, bloquean la recaptacion, general o selectiva de noradrenalina, serotonina y más raramente de dopamina (Bal-Klara et al.1990). Existen diferentes clasificaciones de los antidepresivos en función de su estructura química, su mecanismo de acción o su antigüedad. Si tenemos en cuenta este último criterio, distinguiremos entre antidepresivos clásicos y nuevos. Los clásicos comprenden los antidepresivos tricíclicos (ADT), los inhibidores de la monoaminoxidasa (IMAO) y finalmente, los denominados atípicos, que comprenden la mianserina y la trazodona. Los nuevos antidepresivos comprenden los inhibidores selectivos de la recaptacion de serotonina (ISRS) (Majeroni et al.1997). Existen diferentes tipos de antidepresivos como: 2.13.1. Antidepresivos Tricíclicos (ADT) Los ADT son potentes inhibidores de la recaptacion de serotonina y noradrenalina. La potencia y selectividad sobre la recaptacion de los neurotransmisores varía entre los diferentes componentes del grupo. Así, por Ejemplo, la nortriptilina y la desimipramina (aminas secundarias tricíclicas) son más potentes en la recaptacion de noradrenalina, mientras que la imipramina y la amitriptilina lo son de serotonina. Los ADT también actúan sobre otros receptores, como los colinérgicos e histaminérgicos, que ocasionan otras acciones ajenas a su efectividad antidepresiva (Frazer 1997). La mayoría de los ADT presentan actividad anticolinérgica, que es la responsable de muchos efectos adversos como la sequedad de boca, retención urinaria, taquicardia, estreñimiento y visión borrosa. Asimismo, presentan propiedades antihistamínicas, que son las responsables de la sedación y la fatiga (Bal-Klara et al.1990).. 49.

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