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ESCUELA DE BIOLOGÍA

“Estudio de la morfología neuronal de la corteza

prefrontal, el hipocampo y la memoria en ratas de la cepa

Wistar, Sprague Dawley y Long Evans tratados con

cerebrolisina en etapa senil”

Tesis que para obtener el título de:

LICENCIADO EN BIOLOGÍA

PRESENTA:

Luis Ángel Lima Castañeda.

TUTOR: Dr. Gonzalo Flores Álvarez

ASESOR: Dr. Rubén Antonio Vázquez Roque

JUNIO 2016

BENEMERITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA

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ÍNDICE

I. Introducción

1.1 Proceso biológico del envejecimiento

1.1.1 Teorías del envejecimiento: (estrés oxidativo, telomerasas)

1.1.2 Cambios en el Sistema Nervioso relacionados con el envejecimiento

1.1.3 Cambios conductuales relacionados con el envejecimiento

1.2. Hipocampo: Anatomía y funciones

1.2.1 Corteza media prefrontal: Anatomía y funciones

1.3 Memoria y aprendizaje

1.4 Características de las cepas de rata (Sprague Dawley, Wistar y Long

Evans)

1.4.1 Generalidades entre las cepas Sprague Dawley, Wistar y Long Evans

1.4.2 Diferencias conductuales entre las cepas (Long Evans, Sprague-Dawley,

Wistar).

1.5 Cerebrolisina

1.5.1 Generalidades de la cerebrolisina

1.5.2 Efectos neurotróficos de la cerebrolisina

1.5.3 Mecanismos moleculares de la cerebrolisina

1.5.4 Propiedades farmacológicas de la cerebrolisina

1.5.5 Efectos de la cerebrolisina en modelos de envejecimiento

II. Planteamiento del Problema.

III. Justificación

IV. Hipótesis

V. Objetivos

4.1 Objetivo general

4.1.2 Objetivos específicos

V. Metodología

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5.1 Diagrama de trabajo

5.1.2 Cronograma de actividades

5.2 Sujetos de experimentación

5.3 Administración de cerebrolisina

5.4 Laberinto acuático de Morris

5.5.1 Aparato

5.5.2 Fase de adquisición

5.5.3 Fase de retención

5.6 Estudios morfológicos

5.7 Preparación de la solución Golgi-Cox

5.7.1 Revelado de la tinción Golgi-Cox

5.7.2 Dibujo de neuronas

5.8 Análisis de los resultados morfológicos

5.9 Análisis estadístico

VI. Resultados

6.1 Laberinto acuático de Morris

6.2 Morfología neuronal

6.2.1 Corteza media prefrontal

6.2.2 Hipocampo dorsal región CA1

VII. Discusión

VIII. Conclusión

IX. Perspectivas

X. Bibliografía

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Agradecimientos:

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Índice de Tablas y Figuras. Fig. 1 La fuente y las respuestas celulares a

las especies reactivas de oxígeno (ROS). Modificado de Finkel y Holbrook., (2012).

Fig. 2 Comparación morfométrica entre el cerebro de un individuo joven y un individuo en etapa senil con enfermedad de Alzheimer. Modificado de Scahill y cols., (2003).

Fig. 3 Esquema representativo de la anatomía del hipocampo.

Fig. 4 Vías de salida o eferentes del hipocampo.

Fig. 5 Vías de entrada o aferentes al hipocampo.

Fig. 6 Localización y composición de la corteza media prefrontal.

Fig. 7 Esquema representativo de los dos tipos de memoria (implícita y explícita) y la región cerebral en dónde tiene origen. Modificado de Kandel (2000).

Fig. 8 Cepa Long Evans

Fig. 9 Cepa Sprague-Dawley

Fig. 10 Cepa Wistar

Fig. 11 Comparación entre la edad biológica de la rata (en meses) respecto a la edad biológica (en años) en los seres humanos.

Fig. 12 Diagrama de trabajo.

Fig. 13 Cronograma de Actividades.

Fig. 14 Esquema que representa cada uno de los componentes del Laberinto Acuático de Morris.

Fig. 15 Esquema que representa la manera

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en que las neuronas son plasmadas sobre papel para su posterior análisis.

Fig. 16 Esquema que muestra la plantilla de discos concéntricos para el análisis de Sholl.

Fig. 17 Efecto de la administración crónica de cerebrolisina sobre el tiempo de latencia de escape (aprendizaje espacial) en la prueba del Laberinto Acuático de Morris de las cepas Sprague – Dawley, Wistar y Long Evans.

Fig. 18 Efecto de la administración crónica de cerebrolisina sobre el tiempo de latencia de al primer cruce (Retención de la memoria) en la prueba del Laberinto Acuático de Morris de las cepas Sprague – Dawley, Wistar y Long Evans.

Fig. 19 Efecto de la administración crónica de cerebrolisina sobre el número de visitas hechas por los animales de las cepas Wistar, Sprague-Dawley y Long Evans a los cuatro cuadrantes (I, II, III y IV).

Fig. 20 Efecto de la administración crónica de cerebrolisina sobre el tiempo de permanencia en cada cuadrante de los animales de las cepas Wistar, Sprague-Dawley y Long Evans.

Fig. 21 Efecto de la administración crónica de cerebrolisina sobre la morfología neuronal de la corteza prefrontal media (CPFm) en la capa III de las cepas Wistar, Sprague Dawley y Long Evans.

Fig. 22 Efecto de la administración crónica de la CBL sobre la morfología neuronal de la corteza media prefrontal (CPFm) capa V de las cepas Wistar, Sprague Dawley y Long Evans.

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Fig. 23 Efecto de la administración crónica de la CBL sobre la morfología neuronal de la región CA1 del hipocampo dorsal.

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RESUMEN.

La continua transición demográfica y epidemiológica prevalece aún en la sociedad

del siglo XXI, generando poco a poco un considerable aumento de la población

senil en los últimos años, considerando además que esté es un proceso biológico

natural entre las especies. Así pues, el creciente interés sobre el estudio del

proceso envejecimiento en la actualidad, se encuentra ligado con las crecientes

demandas en materia de salud que acarrea dicho proceso, es por ello que en años

recientes la investigación se ha centrado en la búsqueda y generación de

tratamientos clínicos y farmacológicos que ayuden a disminuir considerablemente

las alteraciones en el estado de salud físico y mental de los individuos en etapa

senil. El cerebro es uno de los principales órganos en verse afectado durante el

proceso de envejecimiento, al mostrar cambios atípicos a nivel morfológico,

molecular y fisiológico en circuitos o vías neuronales encargadas de la

transducción e interpretación de la información percibida del medio ambiente. Un

ejemplo claro de estos cambios irregulares ocurre en la formación de la memoria y

el aprendizaje los cuales fueron objeto de análisis para este estudio al evaluar

regiones cerebrales cómo la corteza prefrontal, el hipocampo que forman parte del

intrincado circuito cerebral encargado de generar estos procesos cognitivos.

Recientemente se ha discutido el uso de la cerebrolisina en la terapia clínica para

contrarrestar la pérdida gradual y progresiva de la memoria, así como de la

integridad neuronal, ya que actúa como factor neurotrófico endógeno, protegiendo

así la integridad de los circuitos neuronales y mejorando el rendimiento cognitivo.

Así mismo, la constante búsqueda por encontrar el mejor modelo biológico de

estudio para evaluar los efectos adversos del envejecimiento permea una

importante cuestión dentro de la investigación. Los modelos murinos proveen

potenciales herramientas para la investigación de la genética, la biología celular, la

fisiología y la biología del comportamiento del envejecimiento normal y las

enfermedades asociadas a la edad.

Es por ello que el objetivo principal de este trabajo fue evaluar el efecto de la

administración crónica de cerebrolisina (CBL) sobre el aprendizaje y la memoria

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espacial, y la morfología de las neuronas piramidales en la corteza prefrontal

media (CPFm) y el hipocampo (HP), así como la densidad de espinas dendríticas

en ratas de las cepas Sprague Dawley, Wistar y Long Evans en etapa senil.

Los resultados de la morfología neuronal mostraron un aumento significativo, en la

arborización, el número de orden dendrítico y la longitud dendrítica total en la capa

III y V de la corteza prefrontal media, así como un aumento en la densidad de

espinas dendríticas de las cepas Sprague Dawley y Long Evans tratadas con

cerebrolisina.

Por otro lado en la región CA1 del hipocampo dorsal se obtuvieron diferencias

significativas en la arborización dendrítica de las cepa Wistar tratada con

cerebrolisina, mientras que en la de la cepa Long Evans tratada con cerebrolisina

se obtuvieron diferencias significativas en el número de orden dendrítico y la

densidad de espinas dendríticas, demostrando con ello claramente las diferencias

en cuanto a la morfología neuronal entre las cepas Wistar, Sprague Dawley y

Long Evans.

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Introducción

El envejecimiento es el proceso biológico que involucra la acumulación de

cambios físicos, psicológicos y sociales en un individuo a través del tiempo, los

cuáles se encuentran regulados genéticamente e influenciados por factores

ambientales, comprometiendo así la capacidad de sobrevivencia, aumentando el

deterioro funcional y la creciente probabilidad de muerte del organismo (Bizon, y

Woods 2008)

Así pues, considerando la importancia del fenómeno del envejecimiento sobre la

población actual y el creciente interés por parte de los neurocientíficos para su

estudio en pleno siglo XX, lo que ha convertido este fenómeno en una de las

nuevas tendencias más significativas de estudio, al evaluar el cómo y el porqué de

ciertos cambios ya sea físicos o mentales durante envejecimiento pueden

repercutir sobre la creciente población de adultos mayores, ya que solo por citar

un ejemplo, la demencia senil se está convirtiendo en el tercer problema de salud

en países desarrollados, al presentar una incidencia de la enfermedad en 10.7 de

cada 1000 personas al año, e incluso se ha visto la incidencia de éstos trastornos

a nivel de género en dónde 13.1 de cada 1000 mujeres y 6.9 de cada 1000

hombres padecen algún tipo de enfermedad senil, con un notable incremento

paralelo a la edad (0.9% de individuos de entre 55-64 años, 25.2% de individuos

de entre a los 80-84 años, y 97.2% de individuos mayores de 95 años que

padecen de algún tipo de trastorno neurodegenerativo (Hofman, 1991).

En México, el envejecimiento de la población se ha hecho evidente a partir de la

última década del siglo XX e inevitablemente será el cambio demográfico más

notorio del siglo XXI. Hasta el 2014 y de acuerdo con la Encuesta Nacional de

Ocupación y Empleo (ENOE), que realiza el Instituto Nacional de Estadística y

Geografía (INEGI), en México la población de 60 años o más es de

aproximadamente 12.9 millones de personas, es decir, 10.8% del total de la

población mexicana. Además, según proyecciones del Consejo Nacional de

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Población (Conapo), para el 2050 alcanzará el 22 por ciento, cifra superior al de la

población infantil (19%).

Tomando en cuenta lo anterior y aún con los grandes avances en materia

tecnológica y clínica aplicada a la investigación, no ha sido del todo posible llegar

a un consenso general acerca de cuáles son los mecanismos específicos que

rigen las alteraciones durante el envejecimiento normal, así como de algunos

trastornos neurológicos como la demencia senil o la enfermedad de Alzheimer los

cuáles parecieran ser patologías propias y recurrentes del envejecimiento humano

(Burke y Barnes, 2006) acrecentando aún más el interés por identificar y buscar el

trasfondo de estas alteraciones que se producen por ejemplo en el sistema

nervioso central de un organismo en proceso senil, puesto que estés desempeña

el papel central del control de la actividad corporal individual, y por lo tanto el

deterioro a daño sobre el sistema nervioso central envejecido, inevitablemente

conlleva a declinar muchas habilidades y procesos conductuales en el organismo.

El envejecimiento normal se encuentra relacionado con la pérdida progresiva de

las funciones cognitivas tal cómo la memoria y el aprendizaje las cuáles se

codifican en regiones cerebrales cómo el hipocampo y la corteza cerebral además

de que participan en funciones ejecutivas y en la toma de decisiones (Bories,

2013). El hipocampo está localizado en la línea media del cerebro y está

críticamente involucrado en la formación y utilización de los "mapas cognitivos", el

análisis del conocimiento, la cognición y la comunicación, morfológicamente es

una estructura compleja dividida en subregiones separadas pero interconectadas

anatómicamente, y cuya regionalización parece mantenerse entre las especies de

mamíferos (Samson y Barnes, 2013).

Cada subregión contiene diferentes tipos de neuronas que expresan perfiles

moleculares propios; tal particularidad parece contribuir a las diferencias en la

susceptibilidad de la disfunción de la memoria durante el envejecimiento; por

ejemplo la región CA1 hipocampal es una de las áreas cerebrales más

susceptibles al proceso de neurodegeneración, y está disminución de la densidad

neuronal podría deberse a la contracción y degeneración de elementos neuronales

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tales como las dendritas, en lugar de la pérdida de células en la senectud (Miller y

O’Callaghan, 2005).

Respecto a la corteza cerebral, la literatura menciona que los procesos cognitivos

que se relacionan con áreas corticales son particularmente vulnerables a los

efectos del envejecimiento, perjudicando el mantenimiento y formación de la

memoria de trabajo. Particularmente la corteza prefrontal dorso-lateral es la más

propensa a la degeneración neuronal (Stranahan y cols., 2012), específicamente,

los circuitos corticales más vulnerables a esta pérdida neuronal son aquellos que

conforman la vía perforante la cuál conecta con el hipocampo encaminando hacía

una pédrdida global de sinapsis y a la regresión de dendritas apicales, así como

una considerable disminución de la densidad de espinas dendríticas entre las

interconexiones de las cortezas de asociación (corteza temporal y corteza

prefrontal) (Morrison y Hoff, 2002; Morrison y Baxter, 2012).

Dentro de las propiedades dinámicas de las neuronas para contrarrestar ciertas

alteraciones en la integridad neuronal, encontramos a la plasticidad neuronal, la

cuál es la propiedad de toda neurona que le permite ajustar su fuerza sináptica

mediante la potenciación o depresión en la sinapsis y el reajuste de sus

conexiones neuronales, en conjunto estos procesos se relacionan directamente

con el refuerzo y la síntesis de la memoria y el aprendizaje. Durante los procesos

de envejecimiento la experiencia adquirida por cualquier organismo mediante el

aprendizaje que da origen a la plasticidad neuronal parece relacionarse

directamente con el deterioro cognitivo (Purves y Klajn, 2008).

1.1 Proceso biológico del envejecimiento

En la mayoría de los mamíferos este es un proceso natural inexorable, puesto que

conforme avanza la edad biológica del individuo, se puede observar una

disminución progresiva en su capacidad fisiológica para responder a las tensiones

medio-ambientales, siendo más susceptible de padecer ciertos trastornos y

enfermedades que comprometen los principales órganos y sistemas corporales.

Desde el momento preciso en el que sucede la fecundación, y durante el proceso

de desarrollo ontogenético hasta el nacimiento de un organismo adquiere todo tipo

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de habilidades indispensables para sobrevivir y adaptarse al medio que le rodea,

puesto que el entorno es un factor primordial que le permitirá al individuo alcanzar

cada una de las etapas posteriores para su desarrollo, rigiendo los cambios

indispensables a partir de los cuales asegura su subsistencia. Posterior a la etapa

postnatal, los seres vivos continúan con su crecimiento de manera continúa hasta

alcanzar el tope de su desarrollo, es decir inicia la etapa de maduración siendo

esté el punto crucial donde se considera que el organismo es apto totalmente para

resistir los constantes cambios de su entorno.

Finalmente cuándo un individuo alcanza su punto máximo de desarrollo, es

entonces cuándo se observa un decline en las habilidades adquiridas a través

tiempo con la experiencia, ralentizando así las capacidades individuales del

organismo para sobrevivir y adaptarse al medio siempre cambiante que le rodea,

es entonces cuándo se acepta que al individuo se encuentra ya en la etapa de

envejecimiento hasta finalizar con su muerte. (Mitchell y cols., 2015)

1.1.1 Teorías del envejecimiento.

El rango máximo del potencial de vida de una especie es una característica

constitucional propia que depende enteramente de las influencias ambientales y

los controles poligenéticos. La enorme heterogeneidad genética que caracteriza a

muchas especies, en particular a los humanos, y la complejidad de las

experiencias ambientales crea variaciones cuantitativas y cualitativas en el

fenotipo de la senectud (Carlson, 2005).

Dada la gran complejidad de cambios en la arquitectura sistémica y corporal que

ocurren en el envejecimiento, no es de sorprender que se propongan numerosas

teorías para explicar el porqué de estos cambios. A continuación se enlistan las

teorías más representativas que buscan dar explicación al fenómeno de

envejecimiento, al englobar ciertas características cómo el descenso progresivo

de los valores máximos de rendimiento fisiológico, disminución del número de

células que se encuentran en los epitelios germinales y los cambios atróficos o

apoptóticos de las células diferenciadas etc. (Miquel y cols., 2006). Desde

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cualquier punto de vista las teorías propuestas acerca de cómo es que se lleva a

cabo esté proceso ofrecen explicaciones de las causas y efectos que ocurren

durante el envejecimiento visto a través los distintos niveles de organización

biológica (tisular, celular y molecular) que conforman a cualquier organismo

multicelular, pero sin embargo ninguna de ellas parece ser totalmente satisfactoria.

Las teorías tradicionales sobre el envejecimiento sostienen que esté es una

adaptación o un proceso genéticamente programado; mientras que las teorías

biológicas modernas del envejecimiento se han dividido en dos categorías

principales Teorías programadas y Teorías por daños o errores (Jin, 2010):

Las teorías programadas. Proponen que el envejecimiento sigue un

calendario biológico, es decir un proceso estrictamente “controlado” y

continuo que regula el crecimiento y desarrollo desde la infancia hasta la

senectud.

Esta regulación dependería únicamente de los cambios en la expresión génica, la

cual perjudica a los sistemas responsables de las respuestas de mantenimiento,

reparación y de defensa celular.

Las teorías por daños o errores. Enfatizan agresiones ambientales a los

organismos induciendo así daño acumulativo a nivel fisiológico, celular y

molecular, catalogando al medio ambiente cómo la causa única del

envejecimiento.

A continuación se describen cada uno de los supuestos de las teorías biológicas

modernas que engloban el proceso de envejecimiento, y las cuáles son

dependientes entre sí:

Longevidad programada. El envejecimiento es el resultado de una conmutación

secuencial dentro y fuera de ciertos genes, la senescencia se define como el

momento en que se manifiestan déficits asociados con la edad.

La mayoría de las células muestran un patrón de división celular altamente

controlado al multiplicarse un número fijo de veces y posteriormente ingresar en

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un período en el cual no pueden volver a dividirse, conllevándolas inevitablemente

hacía la muerte celular. El momento preciso en el cual la célula inicia está etapa

no depende de un tiempo cronológico o metabólico, sino del número de divisiones

que se programen a lo largo del ciclo celular. Durante este proceso la célula es

capaz de duplicar su ADN, pero le es imposible copiar la secuencia de

nucleótidos completa, es aquí donde participan los telómeros que son estructuras

en secuencias de ADN repetitivo (TTAGGG) más proteínas de unión, que se

encuentran en los extremos de los cromosomas, y son los encargados de proteger

estas áreas de los procesos de recombinación, fusión y degradación. Está porción

de ADN se acorta en cada ciclo de división celular perdiendo entre 50 y 200

nucleótidos por cada replicación. Cada acortamiento del telómero disminuye su

función desencadenando el deterioro de sus funciones metabólicas así como una

tasa de división celular menor, lo cual pudiese estar relacionado con la

senescencia y la activación de los mecanismos acelerados de muerte celular

programada (Bass, 2006).

Telómeros y Telomerasa. El argumento de esta teoría sostiene que cuando los

telómeros se acortan por debajo de una longitud mínima, las células interrumpen

su ciclo celular y dejan de regenerar los tejidos, produciéndose así el

envejecimiento de las células y consecuentemente el envejecimiento de todo el

organismo. Cuantos más largos son los telómeros, más puede multiplicarse una

célula (incluidas las células madre que regeneran los tejidos) y por lo tanto el

organismo se mantiene joven durante más tiempo.

Como se mencionó anteriormente, los telómeros (secuencias repetidas de ADN

presentes en los 2 extremos de los cromosomas) se acortan cada vez que una

célula se divide, y este acortamiento se mide en base a el número de mitosis que

ha experimentado una población celular (Goyns, 2005).

Los telómeros protegen a los cromosomas y apoyan la transcripción exacta del

ADN nuclear, y cuando se vuelven demasiado cortos para permitir una nueva

división celular se observa el fin de la capacidad mitótica in vitro (Sun y cols.,

2011). Por el contrario se ha observado en las células inmortales o cancerígenas

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ya que se protegen contra el acortamiento de los telómeros gracias a la actividad

de la telomerasa, que remplaza las secuencias teloméricas perdidas, manteniendo

así los telómeros en un tamaño constante y preservando con ello la capacidad de

división celular in vitro (Kang y Park., 2007). Incluso se han realizado estudios que

han evaluado la acción de la telomerasa en cultivos celulares, observando que la

inducción in vitro de esta enzima otorga a las células humanas “normales” la

capacidad para mantener un estado fenotípicamente juvenil lo que podría tener

importantes aplicaciones en investigación acerca de cómo es que la telomerasa y

el acortamiento de los telomeros parecieran estar involucrados en el proceso de

envejecimiento (Bodnar y cols., 2000), apoyando así la hipótesis cuyo fundamento

principal sostiene que un acortamiento excesivo de los telómeros bloquea la

mitosis y desencadena el envejecimiento celular.

La telomerasa por su parte es la enzima cuya función es imprescindible para

restaurar los telómeros de las células germinales y embrionarias de las que el

organismo no puede prescindir para prolongar indefinidamente su ciclo

reproductivo celular. Por lo tanto está enzima mantiene un papel importante dentro

de los parámetros del ciclo celular preservando la composición tisular y la función

de ciertos sistemas, interviniendo especialmente en el envejecimiento de algunos

tipos celulares del sistema inmunológico (Effros, 2001).

Estrés Oxidativo. Esta teoría propone que el envejecimiento es una

consecuencia de la acumulación de ciertas moléculas conocidas como “radicales

libres” y que se originan en el interior del organismo a causa del metabolismo

celular (productos de desecho). En este sentido los cambios originados por dichos

radicales serían una causa importante que provoca que el organismo envejezca

deteriorando estructural y funcionalmente las diferentes biomoléculas. Estos

radicales libres procederían de una fuente endógena (subproductos del

metabolismo celular) o exógena (fármacos, humos, radiaciones, etc.).

Esta teoría que define como agentes agresores a las especies reactivas en

oxígeno (ROS) así como a los radicales libres (FR) y a la diana fundamental de la

agresión el ADN mitocondrial (mtADN). Los oxidantes se generan de manera

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exógena o cómo resultado del metabolismo intracelular normal en la mitocondria y

peroxisomas, así como de una variedad de sistemas de enzimas citosólicas. Estás

especies reactivas en oxígeno abarcan una amplia variedad de diversas especies

químicas incluyendo aniones super-óxido, radicales hidroxilo y peróxido de

hidrógeno. Algunas de estas especies, como los super-óxidos o radicales

hidroxilo, son extremadamente inestables, mientras que otros, como el peróxido

de hidrógeno, difunden libremente y tienen un periodo de vida relativamente largo

(Finkel y Holbrook, 2012). En condiciones normales las mitocondrias son capaces

de neutralizar estassustancias a través de la producción de enzimas antioxidantes

endógenas, (superóxido dismutasa, catalasa y peroxidasa), convirtiendo los

radicales libres en moléculas energéticamente más estables y disociables, sin

embargo cuando la célula envejece, la mitocondria produce una mayor cantidad

de radicales libres y así mismo provoca que los mecanismos de control para la

regulación en el número de radicales libres se vuelvan deficientes, causando

daños que alteran el proceso de la reparación celular (Ver Fig. 1).

Fig. 1. La fuente y las respuestas celulares a las especies reactivas de oxígeno (ROS). El

aumento en las especies reactivas de oxígeno (ROS) puede ser perjudicial y conducir a la

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muerte celular, además de acelerar el envejecimiento y las enfermedades relacionadas con la

edad. (Finkel y Holbrook., 2012)

Son muchos los trabajos y aportes que apoyan está teoría como causa probable

del envejecimiento, sólo por citar algunos trabajos, Kowald y Kirkwood (2000),

proponen que el estrés oxidativo mediado por los radicales libres aumenta con la

edad, y por lo tanto modifica los sistemas de reparación celular en los ancianos,

aunado también cómo factor asociado con algunas enfermedades que se

presentan durante el envejecimiento. Por su parte, Terman (2010), menciona que

la acumulación natural de residuos biológicos tóxicos dentro de las células

conforme envejecen conlleva a que algunas estructuras celulares tal como las

mitocondrias se vuelvan funcionalmente inútiles originando que las

macromoléculas y orgánulos dañados no puedan ser catabolizados. La

acumulación de "basura" biológica con la edad se produce preferentemente en las

células post-mitóticas con periodos de vida largos, las cuáles rara vez son

remplazadas por células recién diferenciadas, por lo que se asume en años

recientes que la desorganización mitocondrial causante del envejecimiento ocurre

únicamente en las células somáticas diferenciadas (Miquel y cols., 2006).

En contraste a esta afirmación, las células con períodos de vida corta no acumulan

cantidades sustanciales de "basura" y sólo pueden sufrir el efecto de ciertas

mutaciones que se propagan durante la división celular. Es por ello que el papel

de las células post-mitóticas, tales como neuronas y los miocitos cardíacos

subyace a la importancia de la acumulación de "residuos" y su relación con el

proceso general de envejecimiento.

En los últimos años y gracias al gran auge de la biología molecular se han logrado

caracterizar ciertos cambios a nivel molecular en las mitocondrias de las células

en proceso de envejecimiento y su relación con las especies reactivas en

oxígeno; concluyendo que existe una disminución en la cuantificación mitocondrial,

en la masa mitocondrial y del metabolismo de oxígeno. Los radicales libres actúan

como potentes agentes oxidantes que al combinarse con moléculas como el ADN,

proteínas y ácidos grasos insaturados de las membranas fosfolipídicas conllevan

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a su desactivación, precipitación y a la aparición de mutaciones (Stoll y cols.,

2011).

En resumen los radicales libres inducen estrés oxidativo, que se equilibra con

sistemas antioxidantes endógenos del cuerpo con una entrada de co-factores, y

por la ingestión de antioxidantes exógenos. La interacción entre todos estos

elementos es importante tanto para mantener el correcto estado de salud, así

como por su implicación en los procesos de envejecimiento y las enfermedades

relacionadas con la edad. La producción de estas sustancias son resultado tanto

del metabolismo celular normal cómo por factores endógenos ajenos al cuerpo,

después de un número finito de divisiones, las células entran en un estado de

senescencia replicativa deteniendo su crecimiento repercutiendo en el plan

corporal del organismo siendo más vulnerable a su entorno a incrementar el riesgo

de enfermedades o la muerte.

1.1.2 Cambios en el Sistema Nervioso relacionados con el envejecimiento

Como se ha descrito anteriormente, el envejecimiento es un proceso sumamente

complejo que altera y modifica por completo los órganos y sistemas de los

mamíferos; siguiendo premisa fundamental se tiene conocimiento de que uno de

los sistemas en sufrir las mayores afectaciones durante esta etapa es el sistema

nervioso, e general se detectan cambios en todos los niveles de organización

cerebral desde las moléculas, la morfología hasta aquellos relacionados con la

conducta. Por ejemplo, se ha observado que el cerebro sufre una reducción en su

peso y tamaño, ocurre un agrandamiento de los ventrículos (indicativo de la

existencia de atrofia tisular), así como el registro de cambios en la vascularidad

cerebral, reducción del número de sinapsis y neurotransmisores así como sus

respectivos receptores: glutamato, acetilcolina, dopamina y norepinefrina, lo cual

podría influir directamente sobre el comportamiento y algunos procesos vitales

como la memoria y el aprendizaje. En general se detectan cambios en todos los

niveles de organización cerebral desde las moléculas, la morfología hasta aquellos

relacionados con la conducta (Peters, 2006).

21

Cambios Neuroanátomicos.

Como se mencionó en el párrafo anterior algunos de los cambios físicos

perceptibles en el cerebro mamífero con el progreso de la edad guardan relación

con disminuciones en el tamaño y peso del cerebro. Scahill y sus colaboradores

(2003), reportaron que el volumen del cerebro y/o su peso disminuye con la edad

a una tasa de alrededor del 5% (por cada 10 años), después de los 40 años de

edad y aumentando posiblemente aún más en los adultos mayores de 70 años de

edad, modificando irremediablemente también la morfología neuronal de algunas

regiones cerebrales tales como, el lóbulo temporal, el vermis del cerebelo, los

hemisferios cerebelosos, la corteza cerebral, el cuerpo estriado el hipocampo; y

que en años recientes muchos estudios han puntualizado que estas tres últimas

regiones sufren el mayor daño durante el proceso de envejecimiento (ver fig. 2).

Fig. 2. Esquema representativo entre comparación morfométrica del cerebro de dos

individuos. El primero (Izq.) es individuo joven (18-26), mientras que el segundo (Der.) muestra

un individuo en etapa senil y con enfermedad de Alzheimer (Scahill y cols., 2003).

La corteza cerebral y el hipocampo son regiones del cerebro que participan en la

formación de los procesos cognitivos, y sin embargo no se encuentran exentas de

padecer ciertas alteraciones las neuromorfológicas durante el envejecimiento, ya

que se ha reportado que en monos Rhesus en etapa senil hay una pérdida de

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“mechones” dendríticos en la arborización apical de las células piramidales de la

corteza motora, acompañada también por una pérdida de espinas dendríticas y la

reducción de entre un 40-55% en el número de sinapsis, mientras que la corteza

prefrontal sufre graves modificaciones en cuánto a su composición estructural

durante el envejecimiento en comparación con la corteza occipital, ya que la

región prefrontal es la zona más interconectada de todas las regiones

neocorticales al recibir fibras aferentes del tronco cerebral, el hipotálamo, el

sistema límbico (amígdala e hipocampo),el tálamo (especialmente de los núcleos

anteriores y dorso-medianos) y otras áreas neocorticales que repercuten en el

razonamiento abstracto y el lenguaje hablado en los seres humanos (Peters y

cols., 2002; Raz 2007).

En 2008, Nakamura y colaboradores demostraron que en las células de la corteza

prefrontal, la corteza temporal y la corteza pre-central superior en seres humanos

hay una pérdida de espinas dendríticas, la retracción de la arborización dendrítica

y la perdida de segmentos dendríticos basales lo cual altera la correcta percepción

y traducción de los estímulos percibidos en el medio interno y externo.

En el hipocampo se ha demostrado que la zona CA3 y en el giro dentado en los

adultos mayores sufren una reducción en su volumen celular, lo que se

correlaciona con la perdida de la memoria, mientras que en la zona CA1 de la vía

perforante del hipocampo, es decir el sitio de sinapsis entrantes y transmisión de

información directa al hipocampo desde la corteza entorrinal, hay una reducción

en el volumen de materia blanca hasta en un 0.8% a partir de los 40 años de edad

(Shing y cols., 2011; Yassa y cols. (2010).

Por otro lado, otros componentes cerebrales encargados de brindar soporte

estructural y comunicación neuronal, tal como la sustancia gris y la sustancia

blanca se ven perjudicados durante el envejecimiento. Bartzokis y colaboradores

(2003) mencionan que el deterioro de la vaina de mielina que rodea a las fibras

nerviosas (materia blanca) que permiten la transmisión de señales nerviosas sufre

un grave deterioro a partir de los 40 años de edad e incluso durante el

envejecimiento normal, mientras que la reducción de la materia gris generalmente

23

ocurre después de los 80 años y es debido a la contracción de cuerpos celulares,

pérdida de las ramificaciones dendríticas (especialmente las más pequeñas así

como sus espinas), pérdida de las ramificaciones axonales y terminales nerviosas.

Resumiendo lo anterior, se observa claramente la fuerte correlación entre el

envejecimiento y el deterioro morfológico cerebral el cuál es observable ya sea en

grado de la perdida celular, reducción en el tamaño del cerebro y la degradación

de la materia gris y la materia blanca de los individuos en etapa de envejecimiento,

alterando así su homeóstasis interna y modificando el comportamiento.

Cambios Neuroquímicos.

Los cambios neuroquímicos que ocurren en el sistema nervioso durante el

envejecimiento, se encuentran estrechamente relacionados con la síntesis de

neurotransmisores, hormonas, la traducción de ciertas proteínas, y al actividad

electrofisiológica de algunos canales iónicos. La literatura menciona que la

participación biológica de estos elementos durante la transmisión de información

nerviosa puede verse severamente dañada durante el proceso de envejecimiento.

Numerosos estudios han evaluado los niveles de síntesis y liberación de algunos

neurotransmisores como la dopamina o la serotonina (importantes e nla capacidad

motriz y en la cognición) durante el envejecimiento, demostrando por ejemplo que

los niveles de los factores de crecimiento neurotrófico cerebral relacionados con la

síntesis de serotonina disminuyen dramáticamente con la edad, alterando los

mecanismos de plasticidad sináptica y la neurogénesis en el cerebro adulto

(Volchegorskii y cols., 2004), mientras que los niveles de dopamina disminuyen

en un 10% por década a partir de la edad adulta (40 años en adelante), lo que se

relaciona también con una disminución considerable en la densidad de receptores

dopaminérgicos D1 en varias regiones del cerebro (circunvolución cingulada

anterior, la corteza prefrontal) perjudicando con ello la relación sinapsis/receptor,

provocando así una disminución en el rendimiento cognitivo y motor (Bäckman y

cols., 2006; MacDonald y cols., 2012).

24

Incluso como se menciónó anteriormente, la incorrecta eliminación de los

productos del metabolismo celular, puede modificar la síntesis de los niveles de

neurotransmisores, tal y como lo menciona Melov., (2004) quién encontró que los

niveles de monoamina oxidasa aumentan con la edad, liberando un gran número

de radicales libres a partir de reacciones que exceden las reservas antioxidantes

inherentes, dificultando su pronta eliminación.

Cambios a Nivel Genético.

Existen una gran variedad de genes que pueden influir potencialmente en el

envejecimiento normal del cerebro. Sin embargo se le ha dado un especial

enfoque de estudio al descubrimiento de los genes que participan en los trastornos

neurodegenerativos relacionados con la edad, tal como la enfermedad de

Alzheimer o el mal de Parkinson. Deary y cols., 2004 observaron que cuándo el

gen de la apolipoproteína E (ApoE) y el gen de la proteína priónica, (PRNP)

muestra variantes en su regulación genética, se relacionan directamente con el

envejecimiento normal del cerebro.

En el mismo año estudios similares llevados a cabo por (Lu y cols., 2004;

Verbitsky y cols., 2004) evaluaron el perfil transcripcional en la región de la

corteza frontal humana en personas de 26 hasta 106 años de edad así como en la

corteza frontal de modelos roedores jóvenes y seniles, encontrando una baja tasa

de expresión progresiva en genes que juegan un papel importante en la función

sináptica y la plasticidad neuronal que subyace el aprendizaje, aquellos

relacionados el transporte vesicular y la función mitocondrial en el envejecimiento

y aquellos que participan en la plasticidad sináptica y cuyos cambios y factores de

edad en conjunto podrían estar involucrados en los déficits de memoria y

aprendizaje durante la etapa de envejecimiento.

Blalock y cols., (2003), compararon el perfil de expresión génica entre roedores

viejos y roedores jóvenes hallando un déficit en la expresión de genes en la región

CA1 del hipocampo y cuya participación se relaciona con la señalización celular, el

metabolismo, la síntesis de factores de transcripción y la plasticidad de las

25

neuritas en ratas de edad avanzada, mientras que los genes que mostraron una

sobre-expresión fueron aquellos que se relacionan con la inflamación, el

crecimiento, la formación glíal, la transducción de señal y los genes que codifican

para la síntesis de proteínas vesiculares.

Por otra parte se ha evaluado también el perfil de expresión génica en la región

del hipocampo, encontrando una sobreexpresión de genes asociados con la

inflamación, la homeostasis del hierro, genes de unión a fosfolípidos dependientes

de calcio y genes regulan la biosíntesis de acetil-CoA en los roedores de mediana

edad.

1.1.3 Cambios conductuales relacionados con el envejecimiento.

Como se ha venido mencionando en los apartados anteriores, el envejecimiento

es un proceso de adaptación a cambios continuos; bajo esta perspectiva los

cambios físicos y químicos ya descritos, que se presentan durante el

envejecimiento tienen cómo consecuencia final modificar el comportamiento.

Los cambios más notorios en el comportamiento de los individuos seniles, son los

que se relacionan con los procesos mentales, tales como la sensación y la

percepción, la memoria, la inteligencia, el lenguaje, el pensamiento y la resolución

de problemas (Joyce y cols., 2008):

La memoria a largo plazo muestra cambios sustanciales con la edad,

mientras que la memoria a corto plazo muestra menos declive relacionado

con la edad.

Retraso en la velocidad de aprendizaje. Debido a que a los adultos mayores

les toma más tiempo codificar, almacenar y recuperar la información, la

velocidad a la que se aprende nueva información puede ser más lenta entre

los adultos mayores.

La mayoría de los aspectos de la capacidad lingüística siguen siendo

fuertes, sin embargo, la capacidad para encontrar o recordar palabras

declina con la edad (Davidson y cols., 2000), de manera que todos estos

cambios relacionados con la memoria durante el envejecimiento normal se

26

producen principalmente en la memoria explícita y el procesamiento

semántico.

Por otro lado las alteraciones en el comportamiento emocional representan uno de

los aspectos importantes del envejecimiento en los seres humanos y son un foco

constante de la literatura gerontológica, ya que es en esta etapa en dónde

identificado tendencias hacía la depresión, el aislamiento, el sedentarismo etc.

Miyagawa y colaboradores (2001) mencionan que el deterioro en el aprendizaje y

la memoria en ratas de edad avanzada, puede disociarse de los cambios en la

actividad motora y el comportamiento emocional. Además, Fahlström y colegas

(2011) muestran que el envejecimiento existe un declive en la actividad

exploratoria relacionada con la capacidad cognitiva, sugiriendo que en los

roedores y en muchos mamíferos el envejecimiento es un proceso continuo que

modula ciertos aspectos del comportamiento básico de una manera continua, al

igual que el comportamiento exploratorio.

1.2. Hipocampo: Anatomía y funciones.

El hipocampo es un componente vital del cerebro humano y de otros mamíferos;

ya que está estructura se encuentra ampliamente relacionada con varios núcleos

del sistema nervioso central, tales como la corteza prefrontal, el núcleo

accumbens, la amígdala y el área ventral tegmental, los cuáles en conjunto forman

el sistema dopaminérgico-mesolimbico encargado de regular las conductas

motivadas, la memoria a largo plazo y la navegación espacial (Vallone y cols.,

2000). Esta región es esencial para la rápida formación de nuevos recuerdos y

para el prolongado proceso de consolidación de los recuerdos recién adquiridos,

de, manera que participa activamente en el proceso de la memoria al formar y

recuperar recuerdos específicos modulando el aprendizaje de “lugar” y la

utilización flexible de los mapas cognitivos (ver figura 3) (Samson y Barnes, 2013).

Amaral e Insausti, (1990) describen que la formación hipocampal consta de tres

divisiones cito-arquitectónicamente distintas: la circunvolución dentada, el

hipocampo y el subículo. A su vez también, el hipocampo se divide en tres

27

regiones separadas, CA1, CA2 y CA3 basándose en el tamaño y las conexiones

de las células piramidales que residen en esta zona (Kandel, 2000) (ver fig. 3). La

corteza de asociación límbica proporciona la principal aportación a la formación

hipocampal. La circunvolución dentada, el hipocampo y el subículo son regiones

separadas que forman parte de una secuencia de conexiones intrínsecas de la

formación hipocampal.

Fig. 3. Esquema representativo de la anatomía del hipocampo. En colores se enmarcan

las diferentes subestructuras que interconectan para procesar la información percibida del

exterior (Amaral e Insausti, 1990).

El flujo de información en el hipocampo es gran medida unidireccional,

comenzando en la comisura hipocampal la cuál proporciona uno de los dos

caminos principales por el cual el hipocampo se comunica entre sí en ambos

hemisferios cerebrales. Después de la comisura del hipocampo se forma un único

haz de fibras eferentes, el cual da lugar al fórnix, un conjunto de haces nerviosos

en forma de “C” y con superficie tubular en el cerebro que lleva las señales desde

el hipocampo al hipotálamo y de un hemisferio al otro. El inicio del fórnix con el

haz de fibras del alveus, forman parte de la sustancia blanca cerebral (fibras

mielinizadas aferentes y eferentes), las cuales se conjuntan medialmente para

formar las fimbrias del fórnix; está estructura continúa extendiéndose hasta dar

origen al arco de la comisura anterior, punto de referencia debido a que es aquí

28

donde el fórnix se divide en tres partes y proyecta conexiones neuronales hacía

diferentes estructuras:

1) La división justo antes de la comisura anterior se llama fórnix pre-comisural y

esta rama va a los núcleos septales, el estriado ventral y la corteza cingulada.

2) Algunas fibras que proyectan del fornix pasan a través de la comisura anterior

hacía el hipocampo contralateral, formando así la segunda vía de

comunicación del hipocampo en ambos hemisferios cerebrales.

3) Por último la división posterior a la comisura anterior se llama el fornix post-

comisural y esta rama proyecta aferencias hacía los cuerpos mamilares del

hipotálamo y los núcleos anteriores del tálamo.

Las eferencias hipocampales se originan en el subículo y el hipocampo, la

circunvolución dentada solo proyecta al hacía el hipocampo. Las principales

aferencias y eferencias neocorticales de la formación hipocampal se conducen a

través de la corteza entorrinal. Las neuronas de la corteza entorrinal transmiten la

información aferente a las células granulosas de la circunvolución dentada,

mediante un haz de axones llamada vía perforante, las cuáles proyectan axones

hacía al campo de neuronas CA3 del hipocampo.

Es importante recordar que los aferentes y eferentes del hipocampo se agrupan en

las mismas vías de comunicación, de tal manera que se conoce ahora que las dos

principales vías de entrada y salida de información en el hipocampo son el fórnix y

la corteza entorrinal, mediante la corteza cingulada, cuya participación en conjunto

de estas estructuras regula los procesos de aprendizaje y memoria. La

ramificación pre-comisural del fórnix se conecta con los núcleos septales, los

núcleos preópticos, el estriado ventral, la corteza orbital y la corteza cingulada

anterior; mientras que la ramificación del fórnix post-comisural conecta

directamente con el núcleo anterior del tálamo y los cuerpos mamilares del

hipotálamo. Debido a que el tracto mamilotalámico conecta con al núcleo talámico

anterior (los cuáles conectan directamente con la corteza cingular), el hipocampo

puede afectar tanto directa como indirectamente las funciones del tálamo. Las

proyecciones de la corteza cingular regresan hacía la corteza entorrinal del giro

29

hipocampal, formando así una especie de “loop” de recepción y transmisión de

información (ver figura 4).

Fig. 4. Vías de salida o eferentes del hipocampo. Se muestra la ruta de transmisión de la

información del subículo a la corteza entorrinal y a la amígdala a través del fornix hacía una

variedad de estructuras anteriores (Wright, 2010).

En contraparte al proceso anteriormente descrito, las rutas de entrada de

información directa al hipocampo son sólo el inverso de las rutas de salida. Es

decir la corteza entorrinal es una importante fuente de insumos para el hipocampo;

mientras que, la corteza cingulada, la corteza del lóbulo temporal, la amígdala, la

corteza orbital, y bulbo olfatorio proyectan axones directamente hacía el

hipocampo a través de la corteza entorrinal (ver figura 5).

En la última década se han realizado numerosos estudios sobre la manera en que

se lleva a cabo la formación y consolidación del proceso de memoria en el

hipocampo, donde algunos investigadores han encontrado que disfunción de esta

estructura produce alteraciones conductuales, lo cual estará determinado también

por el grado en el neurodesarrollo, por ejemplo cuando se lesiona el hipocampo en

30

ratas adultas, se producen alteraciones que se reflejan directamente en los

procesos de memoria y aprendizaje (Grace, 2000).

Fig. 5. Entradas o aferentes al hipocampo. Vías de entrada principales de información

provenientes de la corteza entorrinal, que a su vez se comunican las vías de entra que vienen

de la corteza cingulada y las cortezas olfativas orbitales temporales y la amígdala hacía el

hipocampo (Wright, 2010).

Por otro lado Drapeau y colaboradores (2003) observaron que existe una

correlación cuantitativa respecto al grado de disfunción de la memoria en ratas

seniles y la neurogénesis hipocampal, sugiriendo que las neuronas de esta región

cerebral son importantes para la consolidación de la memoria, además de que en

la senectud se ha observado también que el hipocampo sufre cambios

estructurales y bioquímicos, asumiendo con ello que estos cambios pudiesen

representar un componente importante en relación a la edad y el deterioro de la

cognición hipocampo-dependiente (Driscoll y cols., 2003). Aunado también a éstos

cambios estructurales se ha propuesto particularmente que la perdida de

neuronas hipocampales durante el envejecimiento parece estar restringida

únicamente a la zona CA1 del hipocampo, siendo está una de las primeras

regiones en verse afectadas en la Enfermedad del Alzheimer, además de ser una

31

también región donde se presentan muchos otros cambios relacionados con la

edad y el deterioro cognitivo (West y cols., 2004).

Recientemente en 2013, Wible y colegas, han propuesto que el hipocampo es

vulnerable a una serie de daños debido al aumento de la actividad excito-tóxica,

correlacionando con el deterioro de la memoria y la disfunción hipocampal. Por lo

tanto se asume que los trastornos de la memoria son una característica de las

neuronas envejecidas en la zona hipocampal.

1.2.2 Corteza media prefrontal.

La región prefrontal es la parte más anterior de la corteza cerebral, ubicada en la

parte inmediatamente anterior a la corteza motora y pre-motora, ocupando la

porción más grande de los lóbulos frontales (Sánchez-Navarro y Román, 2004)

(ver fig. 6). Distintos autores señalan que esta corteza prefrontal se puede

distinguir de las restantes regiones frontales atendiendo a diversos indicadores

tales como su composición celular, su inervación dopaminérgica o sus aferencias

talámicas (Davidson y cols., 2000; Fuster, 2001)

En función de su topografía la corteza prefrontal puede dividirse en tres regiones

claramente diferenciadas (Kaufer y Lewis, 2009): prefrontal dorsolateral, órbito-

frontal y medial. De estas tres zonas la corteza órbito-frontal y la corteza medial

se han relacionado de un modo más concreto con la formación y expresión de las

emociones; por su parte la corteza prefrontal medial recibe proyecciones de las

mismas regiones que la corteza órbito-frontal (involucrada en la respuesta

emocional particularmente cuando ésta involucra estímulos aprendidos de

refuerzo, siendo una región de convergencia de información exteroceptiva e

interoceptiva), aunque existen algunas diferencias.

Mientras que la región órbito-frontal recibe una mayor cantidad de proyecciones

amigdalinas, la región prefrontal medial recibe una mayor cantidad de aferencias

hipocámpicas y una mayor cantidad de proyecciones sensoriales auditivas

32

(Barbas, 2000). Así pues está región del cerebro a diferencia de la función que

cumple la corteza órbito-frontal, estaría relacionada con el control emocional

inhibitorio; provocando así modificaciones conductuales en función del significado

emocional de los estímulos, guardando una relación estrecha con la comunicación

emocional, tal y como lo han mostrado estudios realizados en monos (MacLean,

2005). En general se considera que la corteza prefrontal medial se encuentra

relacionada tanto con la experiencia como con la expresión emocional, y es crítica

para el procesamiento de las emociones asociadas con situaciones sociales y

personales complejas.

El deterioro de las funciones cognitivas y emocionales que se encuentran

reguladas por la corteza cerebral, guarda una estrecha relación con el proceso de

envejecimiento. Algunos de los daños más representativos de los cuáles se tiene

registro, van desde la perdida de neuronas en la corteza prefrontal en individuos

con enfermedad de Alzheimer, reducción en la densidad de espinas dendríticas y

alteraciones en la plasticidad de las neuronas en la corteza prefrontal.

Algunos estudios como el de Gómez-Isla y colaboradores (2003) quienes

estudiaron los efectos de envejecimiento normal en las neuronas en la corteza

prefrontal medial y el surco temporal superior, mencionan que no hay una pérdida

significativa neuronas que se relacione con la edad, sin embargo al comparar un

grupo de adultos jóvenes, respecto a un grupo de pacientes con enfermedad de

Alzheimer (EA) señalan que en estos últimos existe una perdida neuronal cortical

de alrededor del 48-53%. Jacobs y colegas (2002) concluyen también que el

envejecimiento tiene efecto sobre la arborización dendrítica basal del cerebro

humano senil reduciendo la longitud dendrítica en las neuronas piramidales y el

número de espinas dendríticas (alrededor del 50%) en la corteza prefrontal y

visual.

Otra alteración morfológica relacionada con el envejecimiento y la corteza se

refiere adelgazamiento de esta región, provocando así patrones de atrofia cortical

regionalizada, siendo más prominentes en la corteza prefrontal y

sorprendentemente en otras áreas cómo la corteza motora primaria y la corteza

33

visual lo que conlleva a disminuir significativamente el número de neuronas

piramidales (Salat y cols. 2004; Stranahan y cols., 2012).

Todas estas observaciones indican que la corteza prefrontal es altamente

susceptible a la pérdida de neuronas con el envejecimiento, e incluso se ha

estudiado el cómo es que el envejecimiento afecta la plasticidad cerebral

relacionadas con las espinas dendríticas, pues según, Dumitriu y colaboradores

(2010) concluyen que en primates ocurre una pérdida del 33% de espinas

dendríticas en las células piramidales además de una disminución del 32% en el

número de sinapsis axo-espinosas; revelando también la alta susceptibilidad de

daño sobre las espinas dendríticas con la edad, sugiriendo una vulnerabilidad

selectiva entre dos tipos de espinas dendríticas (pequeñas y delgadas), y que se

cree, son las que particularmente aquellas que participan en el proceso de

plasticidad neuronal vinculada al aprendizaje y las que median los circuitos

estables vinculados a la memoria.

Existe un número importante de estudios que no sólo se han encargado de

evaluar las alteraciones morfométricas en la corteza prefrontal; sino que también

han optado por definir la manera en que se relacionan los efectos de la edad

sobre las sinapsis de las neuronas piramidales; ya que la corteza prefrontal tiene

una importante participación en la formación de la memoria de trabajo, puesto que

la adecuada consolidación de está, es una de las funciones más complejas que se

lleva a cabo en la corteza cerebral, y no es de extrañar que evolutivamente está

zona se haya desarrollado aún más en los seres humanos y en los primates en

comparación con otros mamíferos, por lo que el alto grado de complejidad en la

ejecución de ciertos procesos cognitivos requiera de circuiterías complejas que

han demostrado ser muy vulnerables en el envejecimiento (Morrison y Baxter,

2012). Estudios de microscopía electrónica en monos Rhesus han demostrado

que hay una pérdida sustancial de sinapsis en la corteza prefrontal,

específicamente de un 30-60% en la capa I y de un 30-35% en la capa III, lo que

sugiere que una pérdida potencial de neuropilo en conjunto en lugar de la pérdida

real de neuronas (Peters y cols., 2002; Dumitriu y cols., 2010; Dumitriu y cols.,

34

2011; Rodriguez, y cols., 2008; Bloss y cols., 2010). Cabe mencionar que la

perdida de sinapsis axo-espinosas en la capa III de la corteza prefrontal se

correlaciona con el deterioro cognitivo, aunque este no es el caso para la capa V,

sugiriendo así que la amplia convergencia cortical que se produce en la capa III la

vuelve más susceptible de ser afectada por el envejecimiento que las

proyecciones descendentes que emanan de la capa V.

Sin embargo, no todas las sinapsis son igualmente vulnerables; las sinapsis

glutamatérgicas axo-espinosas representan la gran mayoría de las sinapsis

pérdidas (Luebke y cols., 2010). Tal es la complejidad y especificidad según la

regionalización de la corteza cerebral, que incluso ha sido posible determinar la

función particular de las espinas dendríticas, y su relación con el grado de

deterioro cognitivo durante el envejecimiento, ya que se propone que la mayoría

de espinas dendríticas que se pierden con la edad son las denominadas “espinas

delgadas”, las cuáles están asociadas con un alto grado de plasticidad neuronal y

el aprendizaje de nueva información (Dumitriu y cols., 2010; Bourne y cols.,2007).

Fig. 6. (A) Localización neuroanatómica de la corteza media prefrontal (Esquema tomado del

Paxinos y Watson, 1998.) (B) Composición estructural de la corteza media prefrontal.

Esquema tomado del libro “Principios de Neurociencia” Kandel (2000).

35

1.3 Memoria y aprendizaje.

Una de las funciones más complejas que realiza en encéfalo de los mamíferos es

la capacidad de almacenar la información prevista por la experiencia y recuperar

gran parte de ella, con el fin de expresar un patrón conductual propio, y el cuál se

encuentra regulado también por la interacción entre genes, y medio ambiente

(Purves y cols., 2008., Kandel, 2000). Cualquier tipo de experiencia ya sea

benéfica, o aquella que modifique ciertas características biológicas para adaptarse

al entorno, inevitablemente provocara cambios en la conducta del individuo,

resultado de la dinámica y plasticidad de nuestro sistema nervioso.

Así pues con lo anterior, el aprendizaje se define cómo el proceso mediante el cual

el sistema nervioso adquiere información del medio (Purves y cols., 2008).

Cuando se aprende a reconocer un estímulo se originan una serie de re-arreglos

sinápticos en la región de la corteza sensorial asociativa, cuyo fin es el de formar

nuevos circuitos neuronales, provocando que las aferencias sensoriales activen

estos circuitos nuevos, los cuales a su vez activan a otros circuitos neurales

generando un “loop” de retroalimentación continua incluso después de que el

estímulo desaparece.

Carlson, (2005) describe cuatro formas básicas de aprendizaje: Aprendizaje

Perceptivo, se refiere a la capacidad de reconocer estímulos que ya se han

percibido antes y en general implica cambios en la corteza sensorial asociativa;

Aprendizaje Estímulo-Respuesta, consiste en la capacidad de aprender a

ejecutar una conducta determinada cuando se presenta un estímulo determinado,

de tal manera que involucra la formación de nuevas conexiones neuronales entre

los circuitos que participan en la percepción y los que ejecutan conductas motoras;

Aprendizaje Motor se relaciona con el aprendizaje estimulo-respuesta y es el

resultado del establecimiento de cambios entre los sistemas sensoriales y

motores. En una circunstancia concreta de aprendizaje, pueden intervenir en

36

diferente grado los tres tipos de aprendizaje. El cuarto tipo de aprendizaje supone

aprender las relaciones que existen entre estímulos individuales, por ejemplo una

forma de aprendizaje perceptivo algo más compleja requiere conexiones entre

diferentes áreas de la corteza asociativa.

De tal manera que las estrategias específicas del sistema nervioso utilizadas para

almacenar información en la memoria a largo plazo afectan la forma en que será

recordada la información. Davis y cols., (2007) mencionan que los humanos

pierden alrededor del 50% de la información que aprenden en un periodo de 24

horas debido a que la memoria a corto plazo 'decae' rápidamente e incluso con la

edad este patrón de declive continua pues según Schoenfeld y colegas (2014) el

aprendizaje espacial se ve afectado con la edad, debido a los altos niveles de

ansiedad que suelen presentar los adultos mayores.

Por otro lado, la memoria se refiere a la codificación, almacenamiento y

recuperación de la información aprendida (Purves y cols., 2008), dicho proceso

cognitivo es relativamente complicado y en consecuencia se presupone que el

sistema neuroanatómico subyacente debe ser sumamente complejo.

Fisiológicamente, la formación de la memoria se produce gracias a la sensibilidad

de transmisión sináptica de una neurona a otra, lo que a su vez origina nuevas

vías para la transmisión de señales por los circuitos neurales del cerebro. Estás

nuevas vías o facilitadas se llaman huellas de memoria y son muy importantes

puesto que una vez establecidas, la mente puede activarlas para reproducir los

recuerdos (Ortega y Franco, 2010).

La experiencia repetida (aprendizaje) consolida la memoria originando dos tipos

de memoria particular: Memoria a corto ya a largo plazo, la cual se subdivide en

dos categorías más: Memoria explicita y Memoria implícita. La primera se

relaciona con el almacenamiento de conocimientos, permite recordar

acontecimientos, números, hechos, en esencia, el recuerdo de los detalles

diversos de un pensamiento integrado, y requiere un esfuerzo consciente.

37

Mientras que la segunda almacena habilidades motoras, se asocia más con

actividades motoras del cuerpo, y es inconsciente (Kandel y cols., 2008) (ver fig.

7).

Así pues existen estructuras importantes, tales como la corteza prefrontal y el

hipocampo los cuáles son importantes para la consolidación del aprendizaje y la

memoria, ya que por ejemplo se sabe que la corteza prefrontal media contribuye a

la memoria a través del control cognitivo o estratégico sobre los procesos de

recuperación de la memoria dentro de otras áreas del cerebro como el hipocampo

(Preston y Eichenbaum, 2013).

Fig. 7. Esquema que representa los dos tipos de memoria (implícita y explícita) y la región

cerebral en dónde se originan. (Kandel y cols., 2000)

Y es precisamente el hipocampo la zona relacionada con la formación de la

memoria a través de un proceso conocido como LTP (Long Term-potentiation), el

cual consiste en un incremento en la fuerza de transmisión sináptica tras

estimular una vía aferente con estímulos de alta frecuencia, estimulando la

38

participación de procesos de expresión génica, nueva síntesis de proteínas, y

crecimiento de conexiones sinápticas. Este fenómeno ha sido estudiado

prominentemente en la sinapsis entre la vía colateral de Schaffer y las células

piramidales CA1, sin embargo, se ha visto que la LTP ocurre en otras regiones

como en la corteza, amígdala, y cerebelo, adjudicándole así ciertas propiedades

para que se lleve a cabo el fenómeno:

1. Estado dependiente: la membrana postsináptica debe estar lo suficientemente

despolarizada para propiciar la LTP.

2. Cooperatitividad: activación de múltiples entradas a la célula nerviosa.

3. Especificidad: cuando la LTP es inducida por la estimulación de una sinapsis,

ésta no va a ocurrir en una sinapsis inactiva que esté en contacto con la misma

neurona.

4. Asociatividad: una estimulación débil no desencadena LTP. Sin embargo, si

una neurona presináptica es estimulada débilmente al mismo tiempo que la

postsináptica, se dará una LTP. Esto constituye la ley de Hebb, en la que hay una

activación simultánea de la neurona presináptica y la neurona postsináptica.

(Popescu y cols., 2007; Casanova-Sotolongo y cols., 2007).

Así pues con todo lo anterior respecto a la alteración en los procesos de

aprendizaje y memoria asociados al envejecimiento los modelos animales

experimentales han fungido como una herramienta fiable y certero para la mejor

compresión de todos estos procesos, ya que por ejemplo, Morris y colaboradores

(1982) idearon una prueba llamada “Laberinto Acuático de Morris” (LAM) evaluar

cuándo existan déficits sobre las capacidades cognitivas espaciales de los

roedores, básicamente la tarea consiste en que los animales localicen una

plataforma sumergida en una piscina llena de agua, basándose sólo en claves

visuales localizadas fuera del instrumento experimental.

Tal ha sido el alcance de dicha técnica que múltiples grupos de investigación han

adoptado está prueba para evaluar las capacidades cognitivas en roedores

39

seniles. Gage y colegas (1984) podrían considerarse uno de los grupos de

investigación pioneros en demostrar los daños cognitivos en modelos animales

senescentes en la fase de adquisición de la memoria al aplicar la prueba del

Laberinto Acuático de Morris”, demostrando con ello que el rendimiento en la

prueba depende de la actividad del hipocampo ya que la memoria precisa para la

localización de la plataforma se ha propuesto que se retiene en esta estructura. Lo

importancia de los hallazgos de esté trabajo sobre el déficit en la memoria, radica

en que se han comparado con las alteraciones en la memoria en pacientes

humanos con demencia senil y la enfermedad del Alzheimer, aunque por otro lado

también se ha evaluado el rendimiento cognitivo en roedores seniles con un

proceso de envejecimiento ausente de patología, encontrando la misma tendencia

en el que los animales seniles tenían mayor dificultad para aprender a localizarla

la plataforma de escape, concluyendo así que este tipo de pruebas exige un

aprendizaje relacional para navegar a través del laberinto, con lo cual los animales

consiguen orientarse por la localización relativa de los estímulos que están fuera

del laberinto (Rapp y cols. 2003).

1.4 Características de las Cepas de ratas: Sprague Dawley, Wistar y Long

Evans.

Las diferentes cepas de ratas de laboratorio son comúnmente utilizadas en la

investigación. Estos modelos animales fueron desarrollados para estudiar algunos

procesos biológicos relacionados con la neuroanatomía, nutrición, endocrinología,

genética y el comportamiento.

Las ratas de laboratorio utilizadas hoy en día cómo modelo de estudio son

descendientes domesticados de la especie de rata conocida como Rattus

norvegicus, criadas especialmente para la investigación científica, una cepa, en

referencia a los roedores es un grupo en el que los miembros pertenecientes son

lo más genéticamente cercanos posible, es decir una cepa de rata es creada

mediante la cría consanguínea para producir ratas genéticamente “similares” entre

sí y por lo tanto controlar de cierta manera la variabilidad inter-especie durante la

investigación.

40

El estudio de las capacidades cognitivas en los roedores ha tenido un gran auge

en los últimos años, en gran parte debido a los constantes avances en el área de

las neurociencias. Un área que ha recibido mucho interés por parte de los

investigadores es la relacionada con el aprendizaje y la memoria en los modelos

experimentales roedores, los cuáles en muchas ocasiones se han comparado con

los procesos cognitivos en mamiferos superiores, puesto que al parecer la

formación de estos procesos se lleva a cabo de manera similar en primates (no

humanos) o el ser humano mismo.

Dentro de las ventajas del uso de roedores cómo modelo biológico de estudio, sin

duda destaca el hecho de su manejabilidad y viabilidad reproductiva, puesto son

animales pequeños, limpios, un modelo económico, ampliamente disponible, con

periodos gestacionales (aproximadamente 21 días) y tiempos de vida

relativamente cortos (2 a 3 años).

1.4.1 Generalidades entre las cepas. (Long Evans, Sprague Dawley, Wistar).

Rata Long Evans: Está cepa de rata es el resultado de un cruce entre una

hembra albina Wistar y un macho silvestre (Rattus norvegicus). Sus

características principales son el de exhibir variedades en el color del pelaje, las

“capuchas” de pelo que cubren la cabeza pueden ser de color gris o negro.

La capucha de pelo generalmente cubre el cuerpo del animal desde la cabeza

hasta la espina dorsal, tienen el iris pigmentado y diferencia de las cepas albinas

su agudeza visual se ve menos afectada que la de estás. La rata Long Evans es

pequeña y resistente a la oncogénesis y es utilizada ampliamente en estudios que

evalúan la conducta, el aprendizaje, el envejecimiento, y cómo modelo para el

estudio de algunas adicciones (especialmente al alcohol) (Mitchell y cols., 2015)

41

Fig. 8. Cepa Long Evans

Boric y colaboradores (2008), observaron que en ratas Long Evans en edad

avanzada se hay una reducción sustancial de receptores NMDA dependientes de

potenciación a largo plazo (LTP) alterando así el proceso de memoria y

aprendizaje y la plasticidad sináptica.

Rata Sprague-Dawley: La cepa fue creada a partir de un macho híbrido

encapuchado (origen desconocido). Es una rata consanguínea albina, con una

cabeza alargada y una cola más larga que su cuerpo, es un roedor de crecimiento

rápido, dócil y fácil de manejar, suelen producir secreciones de los ojos cuando

están estresados que contienen un pigmento que, cuando se seca, tiene la

apariencia de sangre seca.

Fig. 9. Cepa Sprague-Dawley

Son animales muy dóciles, de marcado comportamiento maternal, opacidad

superficial de la córnea que aumenta con la edad y resistente a la inducción de

42

úlceras por estrés. Es un buen modelo experimental en la investigación de la

cirugía Experimental, estudios generales del Metabolismo, Nutrición, Neurología,

Oncología, Farmacología, Fisiología, el envejecimiento, Teratología y la

Toxicología (Mitchell y cols., 2015).

Fisher y colaboradores (2001) encontraron que en ratas Sprague-Dawley de 3-12-,

18-, 24-, y 30 meses de edad se presenta una disminución progresiva en la

memoria espacial a partir de los 24 hasta los 30 meses de edad, al evaluar su

desempeño en el laberinto Acuático de Morris.

Rata Wistar: Se trata de una cepa no consanguínea de ratas albinas de la especie

Rattus norvergicus, y es utilizada en todos los campos de la investigación médica

y biológica. Posee una cabeza relativamente ancha, orejas largas, y una cola

usualmente más corta que el cuerpo. Su longevidad y su alta tasa de incidencia

tumoral espontánea la convierten en una opción ideal para los estudios del

envejecimiento.

Es una cepa albina, fácil de manejar, y su aprendizaje suele ser más lento que el

de la rata Long Evans (Mitchell y cols., 2015), tienden a ser más activas que la

cepa Sprague Dawley y es por eso que la cepa Wistar es utilizada para el estudio

del espectro autista debido a sus altos niveles de ansiedad (Zhang, 2014).

Fig. 10. Cepa Wistar

43

En ratas Wistar macho, Pepeu y colegas (2010) reportaron un deterioro

significativo en la conducta perceptiva de estos roedores, ya que al evaluar su

desempeño en la prueba de reconocimiento de objetos en individuos de 20 a 22

meses de edad, en comparación con ratas de 3 meses de edad cuyos índices de

reconocimiento fueron mayores..

1.4.2. Diferencias conductuales entre las cepas (Long Evans, Sprague-

Dawley, Wistar).

La investigación sobre la biología del envejecimiento y el uso de modelos animales

cómo apoyo para el entendimiento del porque ocurren alteraciones en los

procesos cognitivos y conductuales durante esta etapa, tiene por objeto la

comprensión de cuáles son los mecanismos que causan estas alteraciones, y la

capacidad de adaptación de los individuos ante estas circunstancias.

Ahora bien si el propósito es entender los mecanismos patogénicos de ciertas

enfermedades como el Alzheimer por ejemplo, el modelo animal de estudio debe

imitar lo más cerca posible la sintomatología y los mecanismos propios de la

enfermedad. De tal manera que al puntualizar acerca de las diferencias cognitivas

y conductuales propias de cada cepa de rata durante el envejecimiento, será de

suma importancia considerar la variabilidad de cada individuo, y con ello delimitar

las diferencias en su rendimiento resultado del medio ambiente y el pool genético.

Por ejemplo las cepas no consanguíneas como los son las ratas Wistar y Long

Evans tienen una mayor variabilidad genética que la ratas de cepas endogámicas

y puede ser por tanto, un modelo adecuado para el estudio de las alteraciones

cognitivas observadas en seres humanos de edad avanzada (Bizon y Woods,

2008). Algunos de los estudios que ponen en evidencia las diferencias

conductuales entre las cepas de rata en relación al envejecimiento se enlistan a

continuación:

44

La orientación espacial es uno de los fenómenos a través de los cuales se evalúa

la función cerebral en relación a la conducta, definiendo perfectamente el rol de

estructuras cerebrales y sistemas de neurotransmisión involucrados en ello, por lo

tanto las pruebas diseñadas para evaluar estos parámetros, podrían utilizarse

como herramienta de apoyo para determinar el grado de alteración cerebral en

modelos animales con déficit cognitivo y su uso como modelos de envejecimiento.

Harker y Whishaw, (2002) encontraron diferencias significativas en el rendimiento

cognitivo de las cepas albinas (Sprague-Dawley, Wistar y Fisher-344) para la

prueba de Laberinto Acuático de Morris en comparación de a las cepas

pigmentadas Long Evans, sugiriendo que la agudeza visual influencia

sustancialmente el rendimiento conductual en tareas que requieren de un sistema

visual mucho más desarrollado.

Otros estudios abordan la relación entre la conducta motora y las diferentes cepas

de rata, Entlerova y colaboradores (2013) observaron cambios en la actividad

locomotora mediada por actividad colinérgica, entre la cepa Long Evans y la cepa

Wistar, determinando que es esta última sufre la mayor afectación respecto a la

conducta de evitación activa mediada por bloqueo colinérgico respecto a la cepa

Long Evans en el Laberinto Acuático de Morris, exhibiendo las diferencias inter-

cepa hacia la sensibilidad del bloqueo colinérgico en tareas que requieren

coordinación cognitiva, por otro lado Andrews y colaboradores (2005) observaron

que la respuesta motora y cognitiva de la cepa Long Evans se ve afectada debido

a la administración de agentes anticolinérgicos, medido en términos de precisión

locomotora y en la memoria espacial, evaluado también en la prueba del Laberinto

Acuático de Morris; mientras que la cepa Wistar únicamente mostró déficits en

términos de velocidad de nado. Wu y colaboradores (2008) compararon la pérdida

de neuronas colinérgicas en ratas Wistar (18 y 14 meses de edad) y Sprague

Dawley (18 y 14 meses de edad) con deterioro cognitivo, observando en ambas

que a los 14 meses de edad, se presentan deterioros cognitivos considerables,

mientras que a los 18 meses de edad hay una gran disminución en la liberación de

acetilcolina (ACh) en la región de la corteza cerebral, el hipocampo, y el cuerpo

estriado.

45

Para el caso particular de las tareas de memoria y aprendizaje; Granger y

colaboradores (2006) realizaron pruebas conductuales entre dos cepas, ratas

Long Evans de mediana edad (14 meses de edad) y ratas de la cepa Wistar de

mediana edad (14 meses de edad) demostrando que las cepa Long Evans tuvo el

mayor número de errores al momento de localizar la recompensa dispuesta en

laberinto radial de 8, denotando así déficits cognitivos para elaborar mapas

mentales en la prueba del laberinto radial para optimizar la búsqueda de comida.

Savonenko, (2002) menciona que ratas Long Evans y las ratas Sprague-Dawley

exhiben déficits en el aprendizaje espacial dependiente del hipocampo, al evaluar

su rendimiento en tareas de referencia espacial.

Aunado a esto las diferencias inter-cepa para la adquisición de la memoria y el

aprendizaje espacial, han sido ampliamente investigadas, Wyss y colaboradores

(2010) por ejemplo compararon ratas Sprague-Dawley, ratas Wistar-Kyoto y ratas

espontáneamente hipertensas (SHR) en la prueba del laberinto acuático de Morris,

encontrando que en las ratas Sprague-Dawley el aprendizaje espacial disminuye

entre los 12 y 18 meses de edad, decayendo dramáticamente entre los 18 y 24

meses de edad.; mientras que en las cepas Wistar-Kyoto y cepas SHR

demostraron un deterioro cognitivo grave a los 12 meses de edad.

En resumen, las diferencias tan notables que se observan en el rendimiento de

las tareas cognitivo-conductuales entre las cepas de rata conlleva inevitablemente

el asumir que existen marcadas diferencias a nivel celular, molecular perceptivas y

en la organización estructural de los circuitos cerebrales y comportamental propias

de cada cepa, reforzando aún más el supuesto de buscar un modelo de estudio

que reduzca en su mayoría las marcadas y complejas variaciones que muestra

cada individuo.

1.5 Cerebrolisina.

La Cerebrolisina es una preparación de péptidos derivados de cerebro de porcino,

y cuyo mecanismo de acción es similar al de los factores neurotróficos, es decir

46

provoca la diferenciación neuronal (surgimiento de axones y dendritas) y mantiene

la integridad funcional y la recuperación de la célula nerviosa. Demostrando así

que tiene efectos benéficos en algunas enfermedades neurodegenerativas y en

accidentes cerebrovasculares.

Esté fármaco es un preparado de neuropéptidos enzimática normalizada de

proteínas cerebrales. Se produce por hidrólisis enzimática estandarizada de un

residuo seco de proteínas cerebrales libre de lípidos y consta de péptidos de bajo

peso molecular y de aminoácidos libres.

Se encuentra disponible en más de cuarenta países como solución lista para

inyectarse o infundirse. Está solución no tiene propiedades antigénicas que se

hayan reportado hasta el momento, y cada mililitro contiene 215.2 mg de

ingrediente farmacéutico activo de cerebrolisina concentrado en solución acuosa.

1.5.1 Efectos neurotróficos de cerebrolisina.

La neuroprotección y la neuroplasticidad, procesos que son aparentemente

independientes y con diferente control, representan, en sí dos secuencias de un

mismo proceso.

Cuándo ocurre una lesión o daño en el sistema nervioso, se desencadena un poco

después un cierto período de latencia que conlleva a generar una reacción de tipo

neuroprotectora endógena. Posteriormente continúa una segunda respuesta (ante

la lesión o alteración neuronal) de reparación endógena, conocida como

neuroplasticidad. Ambos procesos se encuentran regulados por ciertas moléculas

conocidas cómo factores neurotróficos.

Los factores neurotróficos son secretados por el tejido blanco y actúan previniendo

que la neurona asociada a dicho tejido inicie el proceso de apoptosis permitiendo

así que las neuronas sobrevivan.

La Cerebrolisina, es el único medicamento que contiene fragmentos activos de

factores neurotróficos, demostrando su eficacia el beneficio para los pacientes con

accidente cerebrovascular y desordenes neurodegenerativos (Muresanu, 2008).

47

Son varios las estudios que han evaluado el efecto neuroprotector del fármaco

encontrando por ejemplo que esté evita la degeneración de las neuronas,

restablece la estructura neuronal, aumenta la densidad sináptica, y estimula la

neurogénesis favoreciendo el rendimiento de la memoria y la recuperación

funcional (Veinbergs y cols., 2000; Hartbauer, 2001). Álvarez- Buylla y cols.,

(2000); Rockenstein y cols., (2006) abordan el efecto neuroprotector de la

cerebrolisina como atenuante de la disfunción neuronal, y el mantenimiento de la

integridad estructural de las neuronas, por ejemplo en estudios donde se provoca

lesión neuronal ya sea mecánica o farmacológica, se ha visto que la cerebrolisina

promueve la neurogénesis después de dicha lesión.

Cómo promotor de la supervivencia neuronal la cerebrolisina previene la

degeneración y atrofia de neuronas colinérgicas septales alteradas (Akai y cols.,

2002); cómo fármaco neuroprotector la cerebrolisina reduce el daño en las

neuronas y los déficits de comportamiento en ratones transgénicos (tg) que

sobreexpresan la proteína precursora amiloide (APP), inducidiendo mejoría en los

déficits de la memoria en el laberinto de agua y la reducción de la patología 6

meses después del término del tratamiento, sugiriendo así que el uso del fármaco

por periodos prolongados tiende a actuar de manera similar a los factores

neurotróficos (Rockenstein y cols., 2011). La cerebrolisina tiene también efectos

benéficos sobre la neuroplasticidad (conectividad neuronal en el cerebro), ya que

promueve las respuestas adaptativas a los cambios deletéreos, resultantes de

algunos trastornos neurodegenerativos, por ejemplo se han reportado incrementos

inducidos por cerebrolisina en las concentraciones de sinaptofisina en el cerebro

correlacionándose positivamente con mejorías en el desempeño conductual

(Rockenstein y cols., 2003); incluso se ha reportado que la cerebrolisina aumenta

la densidad sináptica (número de terminales presinápticas inmunoreactivas a la

sinaptofisina) en áreas específicas del cerebro en roedores (Windholz y cols.,

2000). La cerebrolisina estimula también la neurogénesis en algunos

padecimientos o daños en el sistema nervioso, al promover la migración de células

progenitoras neuronales. Chohan y cols., (2011) demostraron que la actividad de

algunos péptidos de cerebrolisina ejercen actividad similar a la del factor

48

neurotrófico ciliar (CNTF) el cuál promueve la neurogénesis en neuronas

hipocampales de modelos animales con enfermedad de Alzheimer.

Zhang y colaboradores (2010), encontraron que el uso de cerebrolisina como

tratamiento para pacientes que han sufrido algún tipo de accidente

cerebrovascular, el fármaco promueve la neurogénesis en el cerebro isquémico

aumentando la proliferación, diferenciación y migración de las células progenitoras

neurales en la zona subventricular (sitio dónde se lleva a cabo la neurogénesis y la

formación de neuronas de auto-renovación en el cerebro adulto), 24 y 48 hrs.

después de su administración lo que podría estar relacionado con la mejora del

resultado neurológico, dicho efecto neurogénico también ha sido visto en ratas

Wistar tratadas con cerebrolisina, ya que promueve también el aumento en la

neurogénesis en el giro dentado, correlacionándose con una mejoría en la

memoria espacial y el desempeño en la prueba del Laberinto Acuático de Morris

(Tatebayashi y cols., 2003). En 2015, Zhang y colaboradores reportan que el

tratamiento con cerebrolisina en individuos que han sufrido lesiones cerebrales

traumáticas leves, mejora la función cognitiva a largo plazo, y por ende esta

mejoría podría ser parcialmente relacionada con la disminución de la acumulación

proteína precursora amiloide cerebral (APP), la astrogliosis, y el aumento de los

neuroblastos y la promoción de la neurogénesis.

Finalmente el uso de cerebrolisina ha sido evaluado también sobre la conducta en

modelos animales seniles, donde sea visto mejoría respecto al aprendizaje

espacial y en la reducción de los trastornos de memoria, al ser evaluadas en el

Laberinto acuático de Morris, asegurando así que la cerebrolisina mejora el déficit

en el desempeño cognitivo-conductual en roedores, visto por ejemplo en ratones

deficientes en apolipo-proteína E o ratas con lesiones corticales motoras en,

donde el fármaco mejora la memoria espacial y el aprendizaje, y promueve el

aumento en la expresión del transportador de glucosa (GLUT1), contribuyendo con

ello a mejorar la función cognitiva en tareas cortico e hipocampo-dependientes

(Masliah y cols.,2009; Valouskova y cols., 2003; Gschanes y cols., 2000; Boado,

2001).

49

1.5.2 Generalidades de la Cerebrolisina.

La Cerebrolisina es una preparación de péptidos derivada del cerebro

porcino; y se produce por descomposición enzimática de proteínas

cerebrales purificadas, consta de péptidos de bajo peso molecular y

aminoácidos.

Facilita la actividad neurotrófica, demostrando que la cerebrolisina mejora el

rendimiento cognitivo y la función global en numerosos trastornos

neurodegenerativos y enfermedades mentales.

Potencia la actividad alfa del cerebro, reduce la frecuencias

electroencefalográficas delta bajas y mejora el rendimiento de la memoria

en los ancianos, sugiriendo así que este compuesto activa los mecanismos

cerebrales relacionados con los procesos de atención y memoria.

Mejora el déficit cognitivo y la función global en pacientes con

enfermedades neurodegenerativas leves a moderadas, incluyendo la

esclerosis múltiple, la enfermedad de Parkinson, la enfermedad de

Alzheimer, la demencia, aguda y los individuos que hayan sufrido de algún

accidente cerebrovascular crónico.

Protege contra el daño motor inducido y reduce la muerte de los nervios

periféricos. La cerebrolisina induce la recuperación motora en individuos

que han sufrido de algún daño en la médula espinal o en la raíz nerviosa

espinal.

Ha demostrado ejercer un efecto benéfico sobre el autismo infantil (89%) y

la parálisis cerebral (encefalopatía anóxica leve a moderada).

Tiene actividad neuro-inmunotrófica al reducir la inflamación crónica de las

células nerviosas y la muerte neuronal acelerada en condiciones

patológicas, como se observa en algunas enfermedades

neurodegenerativas progresivas traumáticas agudas y crónicas (artritis

progresiva)

Finalmente la cerebrolisina ha demostrado tener beneficios "anti-

envejecimiento" al mejorar la cognición, la función de la memoria, el

50

metabolismo cerebral, estimulando la regeneración neuronal en el cerebro

de las personas mayores y acelerar el rendimiento de los estados mentales

y físicos.

1.5.3 Mecanismos Moleculares de Cerebrolisina.

Particularmente los mecanismos bioquímicos y moleculares por los cuales la

cerebrolisina ejerce sus efectos neurotróficos no han sido completamente

demostrados. Hasta la fecha se continúa en la búsqueda de terapias clínicas que

ayuden a disminuir o atenuar por completo algunos de los síntomas tanto físicos

como mentales provocados por ciertos trastornos neurodegenerativos, lesiones

cerebrales etc., sin embargo muchas de ellas han fallado debido al uso de

fármacos que consideran únicamente a un solo factor de daño. Sin embargo no

debe obviarse el hecho de que estás enfermedades ahora consideradas

multifactoriales implican múltiples mecanismos celulares y moleculares que que en

consecuencia dificultan la acción eficaz de estas terapias en contra de

patogénesis de este tipo de trastornos cerebrales.

Es por ello que ahora la investigación reciente se ha centrado en la búsqueda de

aquellos fármacos multifuncionales que constituyan la alternativa más adecuada

para el tratamiento de estos padecimientos, dándole un lugar importante al uso

terapia con agentes promotores de la síntesis de factores neurotróficos como la

cerebrolisina en la terapia contra algunas enfermedades como el Alzheimer,

Enfermedad de Parkinson, Ictus cerebral, autismo, esquizofrenia etc. , puesto que

estás moléculas son agentes pleiotrópicos con actividades pluripotenciales que

participan en múltiples vías moleculares y procesos celulares que son relevantes

para la patología y la recuperación de estos padecimientos.

Algunos de los neuropéptidos contenidos en la mezcla de cerebrolisina han

demostrado tener reactividad cruzada con anticuerpos de algunos factores

51

tróficos (factor neurotrófico derivado de la línea celular glial, factor neurotrófico

ciliar, IGF-1 y IGF-, lo que sugiere su potencial capacidad para unirse a receptores

de estos factores que controlan algunas actividades neuronales cómo la

reparación o el crecimiento celular. Álvarez y colaboradores, (2013), demostraron

que los péptidos de cerebrolisina interactúan con los receptores de los

moduladores inhibitorios del cerebro, como Adenosina A1 y GABAB regulando la

actividad colinotrófica (Satou y cols, 2000; Akai y cols, 2002); Kitagishi y

colaboradores (2012) mencionan que los efectos pleiotrópicos que ejerce el

fármaco sobre la activación de la vía de señalización celular PI3K/Akt GSK-3β, la

cual es blanco de alteraciones en algunos trastornos neurodegenerativos al ser

una vía señalización importante en la integración subcelular de la

neurotransmisión sináptica, modula la proliferación celular neuronal, la migración,

y la plasticidad la cuál es blanco de alteraciones en algunos trastornos

neurodegenerativos; Xiong y colaboradores (2006) concluyen que aunque el

efecto de la cerebrolisina no se bloqueó con la aplicación de un antagonista

específico de GABAA, sí lo hizo en forma parcial con un antagonista de GABAB y,

en menor grado, con el antagonista del receptor de opioides, naloxona. Dichos

efectos tuvieron una mediación presináptica al reducir la liberación de

neurotransmisores, según se evaluó con la resistencia del ingreso lo que sugiere

que la cerebrolisina pudiese desempañar un papel importante en la comunicación

celular modulando las corrientes iónicas y la liberación de ciertos

neurotransmisores. Rockenstein y colaboradores (2003) proponen que la

atenuación de los déficits sinápticos y conductuales en ratones transgénicos (APP)

inducida por cerebrolisina se encuentra mediada por una reducción en la

fosforilación de la proteína precursora amiloide (APP) resultante de los cambios en

la actividad de quinasas específicas (glucógeno sintetasa quinasa 3β [GSK3β] y

de la quinasa ciclina-dependiente 5 [CDK5]), que también regulan a la proteína tau

asociada a los microtúbulos.

Por otro lado cerebrolisina posee también efectos inmunomoduladores que

atenúan los mecanismos inflamatorios asociados a las enfermedades

neurodegenerativas; por ejemplo Álvarez y colaboradores (2000) demostraron que

52

la cerebrolisina reduce la expresión de la microglía y la liberación de interleuquina-

1β inducida por lipopolisacáridos (LPS), mediante estudios In vitro determinaron

los mecanismos inmunomoduladores que potencian los efectos neuroprotectores

de la cerebrolisina en modelos murinos que expresan patrones de

neurodegeneración.

1.5.4 Propiedades Farmacológicas de la Cerebrolisina.

Cómo fármaco estimulante de los factores neurotróficos la cerebrolisina posee

propiedades farmacodinámicas que pueden clasificarse en términos de

supervivencia neuronal (p.ej., acciones tróficas y promotoras de la supervivencia),

de neuroprotección (p.ej., limitación de la disfunción neuronal, sobre todo en

condiciones adversas), de neuroplasticidad (p.ej., respuestas adaptativas a

condiciones cambiantes) y neurogénesis (p.ej., promoción de la diferenciación de

las células progenitoras). Aunque no es del todo claro cómo es que el mecanismo

de acción farmacológico de la cerebrolisina ejerce su acción sobre el sistema

nervioso, si se tiene bien establecido que los péptidos y aminoácidos que la

componen actúan como factores de crecimiento y neurotransmisores.

Sin embargo algo que ha causado controversia en los últimos años es la manera

en que la atraviesa la barrera hematoencefálica; puesto que está impide el

movimiento de péptidos y aminoácidos a partir de la sangre hacía el cerebro, lo

que abre un campo de investigación bastante interesante por estudiar.

En la actualidad se ha evaluado la eficacia clínica dela cerebrolisina en la

demencia, en varios estudios hechos en pacientes con enfermedad de Alzheimer

o con demencia vascular entre otros. Flores y Atzori, (2014) mencionan que la

cerebrolisina disminuye los daños en las conexiones sinápticas y la densidad

dendrítica en modelos animales con esquizofrenia mediante el aumento de la

densidad sináptica y la restauración de cito-arquitectura neuronal, este efecto

neuroprotector mejora la integridad de los circuitos neuronales y mejora el

rendimiento cognitivo y conductual. Se han desarrollado diversos modelos

53

animales para investigar los acontecimientos asociados a la aparición de la

enfermedad de Alzheimer y la progresión del progreso neurodegenerativo de está

enfermedad; las ratas seniles por ejemplo son modelos adecuados para estudiar

este tipo de alteraciones conductuales y morfológicas y evaluar la viabilidad

farmacológica de la cerebrolisina en las actividades cogntivo-conductuales ya que

las ratas seniles muestran alteraciones de la memoria y el aprendizaje similares a

las observadas e los humanos. En ratas Long Evans viejas de 24 meses de edad,

la administración de cerebrolisina durante 19 días aumento el número de

terminales presinápticas, cómo lo demuestra el incremento de sinaptofisina, una

proteína marcadora de las vesículas sinápticas, estos efectos se observan en

áreas cerebrales relacionadas con el rendimiento cognitivo, los subcampos del

hipocampo, la circunvolución dentada y la corteza entorrinal (Reinprecht y cols,

2000).

1.5.5 Efectos de la cerebrolisina en modelos de envejecimiento.

Hasta ahora se han descrito algunas de las generalidades, propiedades

farmacodinámicas, moleculares y biológicas de la cerebrolisina, y su inminente

efecto protector, de reparación y modulación sobre las alteraciones y daños

provocados en sistema nervioso de modelos animales experimentales cómo en los

seres humanos a causa de lesiones cerebrales leves o moderadas y algunos

trastornos neurodegenerativos que perjudican la formación de la memoria y el

aprendizaje por ejemplo durante la etapa de envejecimiento.

Y es particularmente esté último fenómeno en el que se han visto muchos de los

efectos pleiotrópicos de la cerebrolisina, asumiendo con ello su potencial

relevancia cómo terapia clínica para el control, prevención y posible cura de

algunos trastornos neurodegenerativos que, sin duda alguna ponen en juego la

calidad de vida de quién los padece. Las demencias tienden a ser algunos de los

principales trastornos que se presentan durante el envejecimiento cómo por

ejemplo el Alzheimer. Juárez y colaboradores (2011) evaluaron el efecto de la

cerebrolisina sobre las dendritas de las neuronas piramidales de la corteza

prefrontal, neuronas CA1 de hipocampo dorsal, células granulares del giro

54

dentado (DG) y las neuronas espinosas medianas del núcleo accumbens de

ratones seniles, encontrando que en los roedores tratados con el fármaco hubo un

aumento significativo en la densidad de la espinas dendríticas y en la longitud

dendrítica de las neuronas piramidales de la corteza prefrontal y de las células

granulares del giro dentado, sugiriendo que la cerebrolisina induce el proceso de

neuroplasticidad en estas regiones cerebrales durante el envejecimiento,

respaldando la hipótesis de que el fármaco tiene un efecto terapéutico en

pacientes con enfermedad de Alzheimer.

Por su parte, Jacobs y colaboradores (1997, 2001) mediante el uso de la tinción

de Golgi reportan que el análisis tanto de la longitud dendrítica total, la longitud del

segmento principal, el número de segmentos, el número de espinas dendríticas y

la densidad de espinas dendríticas en las capas 10 y 18 de la corteza cerebral,

sufren una pérdida del 50% en de la densidad de espinas dendríticas total, así

como la reducción de entre 9-11% en la longitud dendrítica total.

Particularmente el hipocampo muestra un déficit morfológico muy marcado, y

prueba de ello lo abordan Flood y colaboradores (1997) analizaron la arborización

dendrítica de la región CA1, CA2 y CA3 del hipocampo de humanos envejecidos

sanos y de aquellos que padecían algún tipo de demencia senil, encontrando, que

en la mayoría de los pacientes sanos la arborización dendrítica en la tres regiones

se modifica muy poco, sin embargo en los individuos con demencia senil o

aquellos que muestran síntomas previos se observa una considerable alteración

de la arborización basal y apical en la región CA1 Y CA3 del hipocampo sugiere

preservación relativa del campo CA2 de los cambios degenerativos en la

demencia senil.

Wong y colegas (2000) demostraron mediante una serie de estudios

electrofisiológicos, morfológicos con el uso de la tinción Golgi-Cox, que existe una

reducción tanto en estructuras presinápticas y postsinápticas en la neo-corteza y

en neuronas piramidales de la capa V de la corteza parietal de roedores en etapa

senil reportando afección sináptica generalizada para esta área.

55

Por otro lado se ha investigado también el aumento de la densidad sináptica sobre

el rendimiento cognitivo en el laberinto de agua de Morris, un sistema de análisis

válido para comprobar el procesamiento de la información espacial en roedores,

que en ratas senescentes es equivalente al trastorno de orientación de los seres

humanos con demencia. Los resultados demuestran que las latencias de escape y

por tanto, el rendimiento cognitivo, mejoraron significativa tras el tratamiento con

cerebrolisina, además, la observación de una diferencia significativa ya en primer

día de la prueba indicó un dominio de la tarea (Gschanes y cols., 2003).

Hallazgos en un modelo de ratón transgénico de enfermedad de Alzheimer (mTh1-

hAPP751), en el cual se administró cerebrolisina por seis meses, se asoció a una

reducción en la patología neurodegenerativa (p.ej., carga de amiloide en el

cerebro, menor patología sináptica), sugieren que estos efectos benéficos

pudieran estar mediados por regulación de la maduración de la APP y su

transporte a los sitios donde se genera el péptido β-amiloide (Aβ), producto

proteolítico de la APP. En este modelo, la administración de cerebrolisina por un

corto periodo se acompañó de una reducción de la carga de Aβ en el cerebro

(Rockenstein y cols., 2003). Recientemente Rockenstein y colaboradores (2014)

demostraron que el tratamiento con cerebrolisina reduce los niveles de

fosforilación de la proteína Tau en el giro dentado, así como degeneración de las

neuronas piramidales en la corteza temporal y el hipocampo de ratones

transgénicos (Tau / GSK3) , además la cerebrolisina reduce los altos niveles de la

proteína Drp-1 que expresan los ratones transgénicos (Tau / GSK3) en las

mitocondrias, ya que está enzima reacciona con la proteína tau y proteína beta

amiloide provocando la fragmentación mitocondrial y con ende la

neurodegeneración. Así pues el fármaco mejorar la patología neurodegenerativa

en el modelo de tautopatía lo que implica la reducción de la acumulación de la

proteína Tau hiper-fosforilada, que como se sabe dicha proteína también se

encuentra presente en pacientes ancianos, además se evidenció la capacidad

para disminuir las alteraciones de la actividad mitocondrial asociada con Tau.

56

II. Planteamiento del problema.

Durante el proceso de envejecimiento se experimentan múltiples alteraciones y

cambios en el funcionamiento de los órganos y sistemas corporales, dentro de los

cuáles destaca una disminución de la función cognitiva que, en parte, se explica

por los cambios en la plasticidad neural o alteraciones celulares que afectan

directamente a los mecanismos de plasticidad. Aunque hay varios cambios

neurológicos relacionados con la edad, que han sido identificados durante el

envejecimiento normal, estos tienden a ser sutiles en comparación con las

alteraciones que se observan en los trastornos asociados con la edad, como la

enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson; los cuáles provocan

alteraciones diferentes grados de deterioro neuronal y en consecuencia la

alteración de las funciones cognitivas que modifican drásticamente las condiciones

de vida de quién los padece. Así pues, los cambios tan severos que ocurren a

nivel de los circuitos neuronales en un cerebro envejecido alteran también la

síntesis de moléculas encargadas del mantenimiento y la reparación neuronal

(Bass, 2006).

La conducta humana está caracterizada por tener diferencias individuales en

respuesta a una misma situación y estas diferencias individuales han sido el objeto

de estudio para sentar las bases neurofisiológicas de variedad de enfermedades.

De la misma forma las ratas a pesar de su control tanto en su genotipo como su

fenotipo, también disponen de profundas diferencias individuales que son

relevantes para el entendimiento de gran variedad de condiciones normales y

patológicas (Harker y Whishaw, 2002). Esta es la situación por la cual la selección

de la cepa de rata es crucial para el correcto diseño e interpretación de cualquier

modelo experimental animal.

Wallace y cols., (1980), mencionan que las ratas son el modelo más adecuado

para el estudiar los cambios conductuales y morfológicos neuronales que ocurren

durante el envejecimiento, porque las ratas senescentes muestran las mismas

fallas en los procesos de memoria y aprendizaje que en humanos (ver fig.11).

57

Fig. 11. Edad del humano y la rata: Comparación entre la edad biológica de la rata (en

meses) respecto a la edad biológica (en años) en los seres humanos (Wallace y cols.,

1980).

Bajo este sentido se han realizado un gran número de estudios cuyo fin ha sido el

de explicar con más claridad cuáles son los efectos del envejecimiento sobre la

arquitectura y morfología neuronal en el encéfalo de algunos mamíferos y el ser

humano generando así gran cantidad de información al respecto:

Elston (2000) comparó las neuronas de la capa III en las regiones de la corteza

prefrontal, occipital, parietal, y los lóbulos temporales en el cerebro de macacos

jóvenes y macacos envejecidos, encontrando que particularmente en las

neuronas de la capa III de la corteza prefrontal de individuos envejecidos se

observan cambios en el número de ramificaciones dendríticas y una diminución en

la densidad de espinas dendríticas tanto en la arborización basal cómo en la

apical, respecto a las demás regiones corticales estudiadas (occipital, parietal, y

los lóbulos temporales), sugiriendo que las células piramidales en diferentes áreas

corticales presentan una morfología y composición diferente en función de la

tarea que desempeñan, además y en consecuencia ser capaces de integrar un

número de entradas sinápticas indistinto.

En años recientes la búsqueda de tratamientos clínicos y farmacológicos,

mediante la aplicación de fármacos como la cerebrolisina que incorporan el uso de

factores neurotróficos, han demostrado poseer una gran eficacia terapéutica al

reducir algunos efectos relacionados con los procesos seniles; por ejemplo se ha

visto que ayudan en la restauración celular, la neuroprotección y reparación celular

en algunas regiones cerebrales encargadas de la formación de la memoria y el

aprendizaje. La cerebrolisina parece actuar sobre receptores específicos que

0 13

1 2 5 12 18 20 24

28 40 50 70 80 20

0

Edad Humanos (Años)

Edad Rata (Meses)

58

median el desarrollo cerebral, el mantenimiento neuronal y los efectos

neuroprotectores evitando así la neurodegeneración y así mismo estimular el

crecimiento de terminales dendríticas (Jonhagen, 2000).

Rockenstein y colaboradores, (2007), sugieren que el tratamiento con

cerebrolisina promueve la neurogénesis y la neuroprotección en ratones

transgénicos que sobreexpresan precursor de proteína amiloide (APP), además de

disminuir la tasa de apoptosis y estimulando la proliferación de células mejorado

en el hipocampo de ratones (APP-CBL), pudiendo desempeñar un papel

importante en la mejora de la formación sináptica y la adquisición de la memoria.

Álvarez y colaboradores (2010) evaluaron los efectos neuroprotectores de la

cerebrolisina en tres dosis diferentes 10-, 30 y 60-ml, en pacientes que padecían

enfermedad de Alzheimer moderada a moderadamente grave, encontrando que

mejoró la cerebrolisina mejoró la función clínico global significativamente,

obteniendo resultados dosis-específicos similares tanto para los pacientes con

enfermedad de Alzheimer moderadamente grave, a los reportados para los

pacientes con enfermedad de Alzheimer leve a moderada al inducir mejoras

significativas en la cognición, y el inicio de actividades de la vida diaria; Alcántara-

González y colaboradores (2012), probaron el efecto combinado de la

cerebrolisina y el donepezil (el primero muestra propiedades neurotróficas y

neuroprotectoras, mientras que el segundo es un potente inhibidor de

acetilcolinesterasa) en ratones seniles, demostrando que la administración

combinada de ambos compuestos, modifica la morfología dendrítica en las

neuronas de la corteza prefrontal (PFC), hipocampo dorsal (HD), el giro dentado

(DG), y las neuronas del núcleo accumbens (NACC), reflejándose directamente en

un aumento de la densidad de espinas dendríticas y en la longitud dendrítica total,

además se observó un efecto sinérgico entre la cerebrolisina y donepezil en orden

de ramificación dendrítica y la longitud total de las neuronas piramidales de PFC,

concluyendo que el efecto combinado de los fármacos potencia la neuroplasticidad

en las regiones cerebrales de ratones seniles.

59

III. Justificación.

En años recientes debido a la creciente expansión demográfica, se ha registrado

un aumento considerable en el número de adultos mayores en el mundo, y en

consecuencia se esperaría también que aumenten de manera exponencial el

número de aquellos individuos seniles susceptibles de padecer cierto tipo de

enfermedades o trastornos neurodegenerativos relacionados con el

envejecimiento; cómo la demencia senil ya que estos pueden ocasionar pérdida

total o parcial de la memoria y modificar drásticamente la calidad de vida de quién

las padece. Dado que el comportamiento es la respuesta extrínseca a los

estímulos del medio ambiente, la información que surge a partir de los estudios

conductuales permite detectar ciertas alteraciones neuroanatómicas o

neuroquímicas que alteren la conducta de cualquier organismo en etapa de

envejecimiento

Por lo que un gran número de estudios que han evaluado el papel de la

cerebrolisina como atenuante de los déficits cognitivo-conductuales al promover

mecanismos de crecimiento, sobrevivencia y regeneración neuronal en zonas

específicas del cerebro, demuestra que contribuye sustancialmente a mejorar los

procesos relacionados con la memoria y aprendizaje espacial en ratas en proceso

de envejecimiento; teniendo en cuenta el principio subyacente que el tratamiento

con factores neurotróficos (moléculas reguladoras del desarrollo y funcionamiento

de las células nerviosas), puede ser la opción para mejorar el mecanismo de

reparación neuronal debido a sus efectos pleiotrópicos (Plosker 2009; Álvarez y

Fuentes, 2011; Masliah y Díez, 2012).

Es por ello que el estudio del uso y aplicación de fármacos como la cerebrolisina

para promover la síntesis de factores de crecimiento neurotrófico que potencien

las respuestas cerebrales de protección neuronal, neuroplasticidad y neurogénesis

en el sistema nervioso central de individuos en etapa de envejecimiento, es de

suma importancia en la búsqueda de terapias clínicas eficaces, no invasivas y de

fácil accesibilidad que aminoren los daños físicos y cognitivos causados por

algunos trastornos neurodegenerativos propios del envejecimiento cómo la

demencia senil o la enfermedad de Alzheimer, puesto que además las pruebas

60

conductuales como el laberinto acuático de Morris (Morris, 1981), nos permitirán

sustentar aún más la hipótesis de que el compuesto cerebrolisina ejerce también

un efecto neuroestimulador sobre la conducta relacionada con la memoria espacial

y el aprendizaje en ratas.

IV. Hipótesis.

La administración crónica de cerebrolisina previene las alteraciones morfológicas y

conductuales en regiones cerebrales encargadas de regular la función cognitiva

(Hipocampo y Corteza Prefrontal Media), en ratas macho de las cepas Long

Evans, Sprague Dawley y Wistar en etapa de envejecimiento.

V. Objetivos.

Objetivo general

Evaluar el efecto de la administración crónica de cerebrolisina sobre los

cambios morfológicos neuronales y conductuales en corteza prefrontal e

hipocampo de ratas macho de las cepas Long Evans, Sprague Dawley y

Wistar en etapa de envejecimiento.

Objetivo Particular.

Evaluar el efecto de la administración crónica de cerebrolisina en ratas

macho de 18 meses de edad de las cepas Long Evans, Sprague Dawley y

Wistar sobre:

La memoria y el aprendizaje espacial

Evaluar el efecto la administración de cerebrolisina en ratas macho de 18

meses de edad de las cepas Long Evans, Sprague Dawley y Wistar sobre:

La morfología neuronal y la densidad de espinas dendríticas en:

Las neuronas piramidales de la capa III de la corteza media

prefrontal.

61

Las neuronas piramidales de la capa V de corteza media

prefrontal.

Las neuronas piramidales de la región CA1 del hipocampo.

VI. Metodología.

5.1 Diagrama de trabajo.

Wistar (n=10)

Administración = 2 meses

Long Evans (n=10)

Administración = 2 meses

SUJETOS EXPERIMENTALES

Ratas macho de 16 meses de edad

Provenientes del Bioterio

“Claude Bernard” B.U.A.P

Sprague Dawley (n=10)

Administración = 2 meses

Control (n=5) Solución

salina 2 ml/Kg

Tratamiento (n=5)

Cerebrolisina 2 ml/Kg

Control (n=5) Solución

salina 2 ml/Kg

Control (n=5)

Solución salina

2 ml/Kg

Tratamiento (n=5)

Cerebrolisina 2 ml/Kg

Tratamiento (n=5)

Cerebrolisina 2 ml/Kg

Prueba de Aprendizaje y Memoria: “Laberinto Acuático de Morris” (18 meses de edad)

* Sacrificio de los sujetos experimentales.

* Perfusión y extracción de cerebros

62

5.1.2 Cronograma de actividades

Tinción Golgi-Cox: Corte y Revelado de Tejido Cerebral.

Análisis morfológico: Dibujo de neuronas: Corteza Prefrontal (Capas III y V) e

Hipocampo Dorsal (CA1). Evaluación de la densidad de espinas dendríticas

Evaluación de los Resultados

Morfología: Análisis de Sholl

Morfología y Conducta: ANOVA de dos vías con medidas repetidas Pruebas post-hoc de Tukey

63

5.2 Sujetos de experimentación

Para llevar a cabo nuestro estudio se utilizaron ratas macho de 16 meses de edad

de las cepas Wistar, Sprague Dawley y Long Evans, obtenidas del Bioterio Claude

Bernard de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. Los animales se

mantuvieron en jaulas de acrílico transparentes, con acceso de agua y alimento ad

libitum, bajo condiciones de temperatura a 24 ºC, y con humedad del 25%,

además de mantener ciclos de luz/oscuridad de 12x12 horas. El manejo y cuidado

de los animales se realizó bajo los lineamientos establecidos en la norma oficial

NOM-062-ZOO (1999).

5.3 Administración de cerebrolisina.

Una vez que los sujetos experimentales de cada una de las cepas seleccionadas

(Wistar, Sprague Dawley y Long Evans), cumplieron los 16 meses de edad, fueron

agrupadas aleatoriamente en dos grupos, el primero de ellos asignado al

tratamiento con cerebrolisina y el segundo grupo tratado con solución fisiológica

respectivamente.

De manera individual a cada roedor del grupo experimental y de la cepa

seleccionada se le administró cerebrolisina a una dosis de 0.2 ml/Kg por vía

intraperitoneal a lo largo de 2 meses, durante 6 días a la semana; mientras que

para los individuos del grupo control se les administró 20 UI de solución fisiológica

por vía intraperitoneal por el mismo lapso de tiempo a lo largo de 2 meses, durante

6 días a la semana.

Una vez concluidos los tiempos de administración, los animales de ambos grupos

fueron sometidos a las pruebas conductuales de memoria y aprendizaje, al

término de dichas pruebas se procedió al sacrificio de los animales, la perfusión y

extracción del tejido cerebral, y finalmente el corte y revelado del mismo para su

posterior análisis morfológico.

64

5.5 Laberinto Acuático de Morris.

Se han diseñado cierto tipo de paradigmas experimentales que le permiten al

investigador determinar cuán grave es el grado de deterioro de las capacidades

cognitivas. Los más usados son los llamados laberintos, los cuales tienen como

objetivo primordial, evaluar la capacidad de los roedores para aprender y recordar

cuál es la ruta o sitio correcto (previamente determinado por el experimentador)

para obtener una determinada recompensa (normalmente en forma de comida o

agua).

Bajo este principio; la prueba del Laberinto Acuático de Morris es una técnica

diseñada para evaluar la memoria espacial y el aprendizaje en roedores (Vorhees

y Williams, 2006) se utiliza comúnmente, como prueba en los estudios preclínicos

diseñados para evaluar el potencial terapéutico de nuevos tratamientos para los

déficits cognitivos relacionados con la edad (Lindner, 1997).

Es por ello que el objetivo primordial del uso de este tipo de pruebas para la

evaluar la capacidad cognitiva en roedores senescentes radica en una serie de

resultados experimentales que indican que el hipocampo, región crucial para los

procesos de la memoria el aprendizaje (humanos) y la orientación espacial

(roedores), sufre dramáticas modificaciones con la edad, extrapolando

directamente dicha característica con los trastornos cognitivos relacionados con el

envejecimiento en los seres humanos.

Así pues el laberinto acuático de Morris consiste en una piscina circular llena de

agua cuya temperatura oscila entre 18 y 27 °C, en la que se sitúa una plataforma

sumergida que debe ser localizada por el animal. En el procedimiento tradicional,

el agua se tiñe opaca con leche o alguna sustancia no tóxica, aunque se ha

demostrado que no es necesario, ya que el animal nada con la cabeza por encima

del agua, lo que le impide ver la plataforma. Para llevar a cabo está tarea de

memoria, el animal se sirvió de señales espaciales externas (fotografías, dibujos,

marcas coloridas etc.) las cuáles fueron visibles fácilmente para el animal (Morris,

1981; Vicens et al., 2003).

65

Se requirió de una piscina circular de 80 cm de alto y un diámetro de 140 cm.,

dentro de la cual se colocó una plataforma de 20 cm de diámetro y 40 cm de alto.

La piscina se llenó con agua hasta una altura aproximada de 42 cm, es decir

cubriendo casi por completo la piscina, además de que el agua estuvo a una

temperatura de 23 ± 2 °C. Posteriormente la piscina se dividió en cuatro

cuadrantes imaginarios (Norte, Sur, Este y Oeste), los cuales fueron tomados

como puntos de partida. La plataforma se colocó al medio en cada uno de los

cuadrantes seleccionados, manteniendo así una posición constante de entre el

centro y el borde de la piscina durante toda la prueba.

Dicha plataforma se sumergió 2 cm por debajo de la superficie del agua la cual se

tiño con dióxido de titanio (TiO2) al 0.01%, de manera que el agua adquirió una

tonalidad de color blanco.

Durante cada uno de los ensayos, la rata se colocó dentro de la tina, en una de

las cuatro ubicaciones de partida asignadas por el investigador, de tal manera que

el animal quedó justo frente a la pared de la piscina.

Posteriormente se colocaron señales contextuales o elementos espaciales

claramente perceptibles (ventanas, puertas o fotografías (Stewart y Morris, 1993)

en cada uno de los cuadrantes imaginarios de la piscina, con el fin de que el

animal se oriente y memorice los elementos espaciales durante el nado.

Cabe señalar que en cada ensayo se colocó a los roedores en cada punto de

salida establecido, de acuerdo a los 4 puntos cardinales (Norte, Este, Sur y

Oeste).

Los ensayos se registraron y grabaron durante intervalos de tiempo distintos al

comienzo de la fase de adquisición y en la fase de retención de memoria;

utilizando una cámara de video (Sharp VL-WD450 U) montada sobre el centro de

la piscina para grabar el recorrido y tiempos en los que el roedor encontraba la

plataforma (Limón y cols., 2009) (ver fig. 14).

66

Fig. 14. Esquema que representa cada uno de los componentes del Laberinto Acuático de

Morris (Limón y cols., 2009)

5.5.2 Fase de adquisición

En una primera fase llamada adquisición, las ratas realizaron 4 ensayos al día

(uno por cada cuadrante) durante 5 días consecutivos, con un intervalo entre

ensayos de mínimo 60 minutos. Esta fase consistió en introducir al animal en cada

uno de los cuatro cuadrantes con el hocico apuntando hacia las paredes de la

piscina para que buscara la plataforma durante 90s. Únicamente en el primer

ensayo del primer día, si la rata no encontraba la plataforma se le guiaba

manualmente al animal hasta la localización de la plataforma donde debía de

permanecer de 20 a 30 segundos sobre ésta, para los siguientes 3 ensayos de

ese día y de los otros cuatro días restantes sólo se le otorgó al animal los 90s para

encontrar la plataforma. Se consideró que un animal había encontrado la

plataforma cuando permanecía en ella por 10s para luego ser devuelta a su

respectiva jaula. Si la rata no encontraba la plataforma dentro de los 90s de la

sesión, se tomó en consideración los 90s como tiempo máximo.

67

5.5.3 Fase de retención

La fase de retención o también llamada memoria, se realizó sin la plataforma de

escape dentro de la piscina. Se llevó a cabo 7 días después de haber terminado el

último día de la fase de adquisición y fue sólo un día de prueba. Los ensayos se

realizaron de la misma manera como se describió anteriormente en la fase de

adquisición, siendo la única diferencia el que está vez no hubo plataforma. Las

variables a medir fueron el tiempo para encontrar la plataforma (o el tiempo para

cruzar la localización de la plataforma en el caso de la fase de retención), el

número de cruces en la plataforma, tiempo de permanencia en el cuadrante meta

y el número de visitas por cuadrante. Además, se evaluó la trayectoria haciendo

un esquema siguiendo y marcando el recorrido del animal en toda la piscina

5.6 Estudios Morfológicos

Al Finalizar la prueba del Laberinto Acuático de Morris, los animales fueron

sacrificados para la extracción de los cerebros. Para ello se anestesió a los

animales con pentobarbital sódico a una dosis de 60 mg/Kg de peso. Una vez

anestesiados los animales, se realizó una incisión torácica para exponer el

corazón y con ello perfundir con solución fisiológica a través del ventrículo

izquierdo, durante este proceso se realizó un corte en la arteria aorta descendente

con el fin de eliminar los eritrocitos del tejido cerebral. Posteriormente se

removieron los cerebros para fijarlos en 25 ml de solución de Golgi-Cox.

Los cerebros destinados al estudio morfológico de Sholl fueron sometidos a la

tinción de Golgi-Cox.

5.7 Fase de Impregnación con la solución Golgi-Cox

La tinción de Golgi-Cox sirvió para analizar la morfología neuronal. Los cerebros

obtenidos se colocaron en solución de Golgi-Cox (K2Cr2O7 170mM, HgCl2

200mM, K2CrO4 200mM), y se almacenaron por 30 días en total oscuridad.

Transcurrido este tiempo, se remplazó la solución de Golgi-Cox por una solución

de sacarosa al 30%, para otorgarle flexibilidad al tejido, de esta manera los

68

cerebros permanecieron en esta solución durante un periodo de 5 días en total

oscuridad.

5.7.1. Cortes histológicos.

Transcurrida la fase de impregnación se prosiguió a realizar cortes cerebrales en

secciones coronales de 200 μm utilizando un vibrotomo (Instrumento Campden,

MA752, Leicester, Reino Unido). El cerebro completo fue colocado en la parte más

dorsal a la platina de la cisterna del vibrotomo, fijándolo con pegamento de

cianoacrilato, posteriormente se vertió la solución de sacarosa al 6% mezclada

con un poco de agua destilada a la cisterna del vibrotomo hasta cubrir en su

totalidad al cerebro.

Los cortes obtenidos de los cerebros se colocaron en portaobjetos gelatinizados

para microscopio y colocados en rieles de tinción los cuáles se mantuvieron dentro

de una cámara húmeda (recipiente con agua destilada) hasta que se llevó a cabo

el proceso de tinción y revelado.

5.7.2 Revelado de los cortes.

Una vez fijado el tejido en las laminillas gelatinizadas se procedió a realizar el

revelado de los cerebros. Es importante destacar que todo este proceso se

realizó en completa oscuridad.

1- Inicialmente se colocaron las laminillas dentro de un recipiente con un agua

destilada, para realizar el lavado del tejido durante 1 minuto.

2- Posteriormente las laminillas se colocaron las laminillas en hidróxido de amonio

manteniéndose sumergidas durante 30 minutos.

3 Al finalizar los 30 min. se realizó un lavado con agua destilada durante 1

minuto.

4- A continuación las laminillas fueron colocadas y sumergidas en fijador rápido de

Kodak para película fotográfica durante 30 minutos

5- Las laminillas fueron extraídas y nuevamente sumergidas en agua destilada

durante 1 minuto para el lavado del tejido.

69

6- El siguiente paso fue colocar las laminillas en distintas concentraciones de

etanol para su deshidratación:

1 minuto con alcohol al 70%

1 minuto con alcohol al 95%

5 minutos con alcohol al 100%

5 minutos con alcohol al 100%

15 minutos en xileno

7- Al término de este proceso, las laminillas con los cortes ya revelados

fueron montadas con resina sintética y cubreobjetos respectivamente.

8- Finalmente los cortes fueron conservados en oscuridad para su secado y la

observación posterior y análisis de las neuronas contrastadas con la tinción de

Golgi-Cox.

5.7.3 Dibujado de neuronas

Se dibujaron 5 neuronas de la región de interés por hemisferio cerebral de cada

rata (10 en total por cerebro), utilizando una cámara lucida con una ampliación de

400x, adaptada a un microscopio óptico marca Leica modelo DMSL.

El proceso de dibujo consiste básicamente en seleccionar a la neurona y con la

ayuda del objetivo de 400x se procede a calcarla sobre una hoja de papel (ver fig.

15).

Las neuronas estudiadas en este trabajo fueron las neuronas piramidales de la

capa III de la Corteza Media Prefrontal, las cuáles fueron ubicadas mediante el

atlas del cerebro de rata conocido como “The Rat Brain in Stereotaxic

Coordinates” (Paxinos y Watson, 1998).

Finalmente para elegir adecuadamente la célula indicada y posteriormente

dibujarla es importante seguir cuidadosamente los siguientes parámetros:

El soma neuronal debe encontrarse dentro de la región de interés.

70

La neurona debe estar completamente teñida.

Se deben observar por lo menos tres dendritas basales primarias las cuales

se ramifiquen.

Las neuronas deben estar lo más intactas posibles.

Fig. 15. Esquema que representa la manera en que las neuronas son plasmadas sobre papel

para su posterior análisis.

5.8 Análisis de los resultados morfológicos.

Los datos morfológicos obtenidos fueron cuantificados mediante el análisis de

Sholl (Sholl, 1953), el cual consiste en trazar una serie de círculos concéntricos

alrededor del cuerpo neuronal o soma (ver fig. 16) y con ello poder estimar el

número de dendritas que interceptan en cada anillo y así determinar la longitud

dendrítica total (Flores y cols., 2005, Silva-Gómez y cols., 2003; Solis y cols.,

2007).

Las variables analizadas fueron las siguientes:

La longitud dendrítica, representada por el valor promedio de dendritas

(equivalente a 10 μm de distancia entre cada círculo que antecede al anterior),

cuantificando el número de dendritas que cruzan cada círculo, de tal forma que

se registró el número de intersecciones entre las dendritas identificadas contra

el número ordinal asignado a cada circulo.

71

La arborización dendrítica medida, contando el número total de ramificaciones

dendríticas en cada orden de de bifurcación comenzando desde el cuerpo

celular hacía las dendritas más distales.

Fig. 16. Esquema que muestra la plantilla de discos concéntricos para el análisis de Sholl.

Cada disco concéntrico esta calibrado para que el primer círculo corresponda a un radio

de 10 μm, el segundo a 20μm y sucesivamente todos representan 10 μm más.

5.9 Análisis estadístico

Los datos obtenidos en la prueba del Laberinto Acuático de Morris (latencia de

escape y el tiempo en encontrar la plataforma), así como los datos obtenidos del

análisis de la morfología neuronal, presentaron una distribución normal, por lo cual

se analizaron mediante una prueba de Análisis de Varianza (ANOVA) de dos vías,

posteriormente se aplicó una prueba post-hoc de Tukey para realizar la

comparación entre grupos. Todo el análisis estadístico se realizó en el software

estadístico “Graphpad-Prism 6”.

72

VI. Resultados.

6.1. Laberinto acuático de Morris.

Una vez que las ratas macho de las cepas Sprague Dawley y Long Evans

cumplieron 18 meses de edad, y tras finalizar el periodo establecido del

tratamiento con cerebrolisina, se procedió a realizar la prueba para evaluar las

habilidades de aprendizaje y memoria en el Laberinto Acuático de Morris, descrita

ya en el apartado 5.5. Esta prueba que comprende una primera etapa de

adquisición que consta de 5 días de aprendizaje arrojó, que desde el día uno de

prueba las ratas de la cepa Long Evans mostraron un mejor desempeño para

encontrar la plataforma que las ratas de la cepa Wistar y Sprague Dawley. Así

mismo los animales de cada grupo tratados con cerebrolisina, reflejaron una

tendencia similar en la prueba cuando se cotejaron con sus respectivos controles

(ver Fig. 17).

En la fig. 17 se puede apreciar el tiempo de latencia (aprendizaje espacial) de los

animales en cada grupo para encontrar la plataforma. Desde el 1er día de prueba

de la etapa de adquisición de la memoria (aprendizaje), el grupo de animales de la

cepa Long Evans + Cerebrolisina, mostró el mejor desempeño cognitivo al

encontrar rápidamente la plataforma de escape en comparación al grupo Long

Evans - Control (****p<0.001).

De igual manera al hacer la comparación entre cepas desde el primer día de

prueba se observa claramente que el grupo Long Evans + Cerebrolisina mostró el

mejor desempeño para localizar la plataforma, cotejados con animales de la cepa

Sprague Dawley + Cerebrolisina y Wistar + Cerebrolisina (****p<0.001), aunque

cabe señalar que estos dos últimos grupos (Sprague Dawley + Cerebrolisina y

Wistar + Cerebrolisina) reducen también sus tiempos en para localizar la

plataforma, lo que se traduce en un aumento en el rendimiento cognitivo respecto

a sus grupos control.

Para el 2º día de aprendizaje espacial, el grupo de animales de la cepa Sprague-

Dawley + Cerebrolisina, mostró el mejor rendimiento al encontrar la plataforma, en

comparación a su grupo control (****p<0.001). Mientras que para el 3er. día de

prueba, el grupo de animales de la cepa Wistar + Cerebrolisina, mostró un mejor

73

rendimiento, al encontrar más rápidamente la plataforma (***p<0.001), a la par

cepa Sprague-Dawley, la cual mantuvo una mejora en su rendimiento cognitivo

(p< 0.01).

Hasta este punto, se ha llevado a cabo la mitad del periodo de tiempo de prueba

de adquisición de la memoria, y puede observarse una tendencia aún mayor en la

mejora del rendimiento del grupo Wistar + Cerebrolisina, con respecto a la cepa

Sprague Dawley + Cerebrolisina; mientras que nuevamente la cepa Long Evans

sigue demostrando tener un mejor desempeño con el transcurrir la prueba de

aprendizaje, respecto a los otros dos grupos experimentales, sin embargo

comienza a notarse que los grupos Long Evans + Cerebrolisina y Long Evans -

Control tienden a igualar su desempeño.

Para el 4to. día de prueba no se observan diferencias estadísticas significativas

entre los grupos, así como entre las cepas Sprague Dawley, Long Evans y Wistar.

Sin embargo es importante resaltar que el grupo Wistar muestra una tendencia de

igualar su desempeño, con respecto al grupo Sprague Dawley, mientras que el

grupo Long Evans, continua teniendo el mejor rendimiento en la prueba,

observándose en este grupo que Long Evans + Cerebrolisina continúa mostrando

un mejor rendimiento que el grupo Long Evans - Control.

Finalmente para el último y 5to día de la prueba de aprendizaje, el día 5, no se

encontraron diferencias estadísticamente significativas, aunque continúa la

tendencia para el grupo Long Evans en mostrar el mejor rendimiento en la prueba,

que los grupos Wistar y Sprague Dawley; incluso el grupo Long Evans +

Cerebrolisina sigue mostrando tener un rendimiento mayor que el grupo Long

Evans - Control. En este punto de la prueba es notorio que el grupo Wistar +

Cerebrolisina mejoró aún más su desempeño en comparación al grupo Sprague –

Dawley tratado también con el fármaco.

74

A P R E N D I Z A J E E S P A C I A L : T I E M P O D E L A T E N C I A

E N E N C O N T R A R L A P L A T A F O R M A

1 2 3 4 5

0

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0

8 0

9 0

1 0 0

D Í A S

TIE

MP

O D

E L

AT

EN

CIA

AL

ES

CA

PE

(s

)

W T R + C B L

S D + C T R L

S D - C B L

L E + C T R L

L E - C B L

W T R - C T R L

*

*

*

*

**

**

***

*

**

Fig. 17. Efecto de la administración crónica de cerebrolisina sobre el tiempo de

latencia de escape (aprendizaje espacial) en la prueba del Laberinto Acuático de

Morris de las cepas Sprague – Dawley, Wistar y Long Evans. Se muestra el tiempo de

cada individuo para encontrar la plataforma de escape durante la fase de adquisición de

la memoria (aprendizaje), realizada en los primeros 5 días de la prueba. Se realizó una

prueba de ANOVA de dos vías con medidas repetidas y una prueba post-hoc de

Bonferroni para evaluar los tiempos de localización de la plataforma (p< 0.001).

A los 7 días posteriores del último ensayo de la etapa de aprendizaje espacial, se

evaluó nuevamente el rendimiento de los animales, con la particularidad de que

está vez se prescindió del uso de la plataforma en la piscina.

Está etapa consistía en cuantificar el tiempo en que el animal tardó en cruzar

completamente por el sitio donde se encontraba con anterioridad la plataforma de

escape, con el fin de observar si el animal recordaba su localización. Los

resultados de la prueba arrojaron que únicamente el grupo de animales de la cepa

Long Evans + Cerebrolisina fueron aquellos que recordaron exactamente la

ubicación de la plataforma, al mostrar los menores tiempos al primer cruce por el

cuadrante meta. (p<0.05) (ver fig. 18).

75

W- C

TR

L

W- C

BL

SD

- CT

RL

SD

- CB

L

LE

- CT

RL

LE

- CB

L

0

2

4

6

8

1 0

1 2

1 4

M E M O R I A : L A B E R I N T O A C U A T I C O D E M O R R I S

TIE

MP

O (

s)

T I E M P O D E L A T E N C I A A L P R I M E R C R U C E

*

Fig. 18. Efecto de la administración crónica de cerebrolisina sobre el tiempo de

latencia de al primer cruce (Retención de la memoria) en la prueba del Laberinto

Acuático de Morris de las cepas Sprague – Dawley, Wistar y Long Evans. Se muestra

el tiempo de cada individuo al primer cruce en el cuadrante en dónde se localizaba la

plataforma de escape durante la fase de adquisición de aprendizaje espacial, realizada en

el día 12 de la prueba de aprendizaje y memoria espacial. Se realizó una prueba de

ANOVA de dos vías con medidas repetidas y una prueba post-hoc de Bonferroni para

evaluar los tiempos en la prueba de memoria ya sin plataforma de escape (p< 0.05).

Continuando con la prueba de memoria, se graficó el número de visitas hechas a

cada uno de los cuatro cuadrantes durante un lapso de 90 segundos, tiempo que

fue asignado desde la prueba de adquisición, así como también se graficó el

tiempo en que permaneció cada individuo de los tres grupos experimentales en

cada uno de los cuadrantes (recordando que para este estudio la plataforma

estuvo en el cuadrante II).

Para el número de vistitas por cuadrante no se obtuvieron diferencias

estadísticamente significativas con respecto al cuadrante II, (lugar donde se ubicó

la plataforma de escape) y con los cuadrantes I, IIl y IV (ver fig. 19).

76

N U M E R O D E V I S I T A S P O R C U A D R A N T E : M E M O R I A

I I I I I I I V

0

5

1 0

W T R - C T R L

W T R + C B L

C U A D R A N T E

NÚ

ME

RO

DE

VIS

ITA

S

S D - C T R L

S D - C B L

L E - C T R L

L E - C B L

Fig. 19. Efecto de la administración crónica de cerebrolisina sobre el número de

visitas hechas por los animales de las cepas Wistar, Sprague-Dawley y Long Evans

a los cuatro cuadrantes (I, II, III y IV). Se muestra el número de visitas hecha por cada

uno de los animales de los grupos (Sprague-Dawley, Wistar y Long Evans) en cada uno

de los cuadrantes del laberinto acuático de Morris. Se realizó una prueba de ANOVA de

dos vías con medidas repetidas y una prueba post-hoc de Bonferroni para evaluar el

número de visitas por cuadrante de cada individuo (p< 0.05).

Posteriormente al analizar el tiempo de permanencia en cada uno de los

cuadrantes, tampoco se obtuvieron diferencias significativas tanto en los animales

del grupo control respecto a los tratados con cerebrolisina, puesto que se

esperaba que estos últimos mostraran los mayores tiempos de rendimiento en

cuadrante número ll (lugar donde se localizaba la plataforma de escape), sin

embargo se nota cierta tendencia entre los animales de la cepa Long Evans+

Cerebrolisina y Sprague- Dawley+ Cerebrolisina a nadar por lapsos de tiempos

77

largos en el cuadrante número II (plataforma de escape), por los que podríamos

asumir de que a pesar de no haber diferencia estadística significativa, los animales

de estás dos cepas demostraron un mejor desempeño en memorizar el lugar

dónde se hallaba la plataforma de escape (ver fig. 20).

T I E M P O D E P E R M A N E N C I A P O R C U A D R A N T E

I l l I I I I V

0

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0 W T R - C T R L

W T R + C B L

C U A D R A N T E S

TIE

MP

O (

S)

S D + C B L

S D - C T R L

L E - C T R L

L E + C B L

Fig. 20. Efecto de la administración crónica de cerebrolisina sobre el tiempo de

permanencia en cada cuadrante de los animales de las cepas Wistar, Sprague-

Dawley y Long Evans. Se muestra el tiempo de permanencia de los animales de los

grupos (Sprague-Dawley, Wistar y Long Evans) en cada uno de los cuadrantes del

laberinto acuático de Morris. Se realizó una prueba de ANOVA de dos vías con medidas

repetidas y una prueba post-hoc de Bonferroni para evaluar los tiempos de permanencia

por cuadrante para cada individuo.

6.2. Morfología neuronal.

Al terminar la prueba del Laberinto Acuático de Morris para la memoria y el

aprendizaje, se procedió a sacrificar los animales y realizar la extracción de los

cerebros para su colocación en solución de Golgi Cox, para posteriormente llevar

a cabo el análisis de Sholl mediante el procedimiento descrito previamente en el

apartado 5.7. Se dibujaron un total de 920 neuronas para el análisis morfológico

neuronal y su respectivo número de espinas dendríticas de cada neurona de las

78

ratas de la cepa Wistar (n=10), Sprague Dawley (n=10) y Long Evans (n=10). Para

nuestro estudio las regiones morfológicas analizadas fueron: la corteza media

prefrontal (capa III y V) y el hipocampo dorsal CA1. Los parámetros evaluados

para la morfología neuronal comprenden: la arborización dendrítica, la longitud

dendrítica total, el número máximo de orden dendrítico y la densidad de espinas

dendríticas en 30 μm.

6.2.1 Corteza media prefrontal

Los resultados obtenidos para la morfología neuronal de la corteza prefrontal

media, capa III se muestran en la fig. 21, en donde se observa claramente un

aumento significativo en la arborización dendrítica (ver fig. 21A) en los grupos

tratados con cerebrolisina, respecto a los grupos controles. Tal aumento comienza

a notarse a partir de los 20μm de longitud dendrítica hasta aproximadamente los

150μm de longitud. Mientras que al hacer la comparación entre las cepas se

observa que la cepa Sprague Dawley + Cerebrolisina muestra el mayor aumento

en la arborización dendrítica a partir de los 30μm (****p<0.001) hasta los 180μm

(****p<0.001) de longitud dendrítica, mientras que la cepa Long Evans +

Cerebrolisina muestra que las dendritas de las neuronas a partir de los 40μm

(****p<0.001) hasta los 170μm (****p<0.001), continuando con la cepa Wistar quien

mostro un aumento en la arborización de las células a partir de los 60 μm hasta los

160 μm.

Con respecto al número de orden dendrítico (ver fig. 21B) se observa un aumento

en la longitud dendrítica en la cepa Long Evans + Cerebrolisina respecto a su

grupo control, en el número de orden dendrítico 2 (****p<0.001) y 3 (****p<0.001)

respectivamente, mientras que los animales de la cepa Sprague Dawley +

Cerebrolisina mostraron un aumento en el número de orden dendrítico 2

(****p<0.001) y 4 (****p<0.001) respectivamente.

En cuanto a la longitud dendrítica total (ver fig. 21C), únicamente se encontraron

diferencias significativas en la cepa Sprague Dawley + Cerebrolisina (**p<0.05)

respecto a su grupo control; sin embargo a pesar de que en las otras dos cepas

79

estudiadas no hay diferencias significativas, se observa claramente una tendencia

al aumento de la longitud dendrítica por efecto de la administración del fármaco, y

dónde nuevamente los animales de las cepas Long Evans y Sprague Dawley son

aquellos que muestran la mayor tendencia hacía el aumento de la longitud.

Finalmente en cuánto al parámetro de la densidad de espinas dendríticas (ver fig.

21D), se observa un aumento significativo el número de espinas en cada cepa

Sprague Dawley (****p<0.001), Long Evans (****p<0.001) y Wistar (****p<0.001),

de los animales tratados con cerebrolisina, en comparación a sus grupos control.

Así mismo al hacer la comparación de la densidad de espinas dendríticas entre

cada cepa se observa que las cepa Long Evans (****p<0.001) y Sprague Dawley

(p<0.001) emparejan en el número de espinas al ser tratadas con cerebrolisina,

además de presentar una densidad mayor que los individuos de la cepa Wistar.

80

Morfología neuronal de la Corteza Prefrontal Media (CPFm) capa III

A r b o r i z a c i ó n C F P m c a p a I I I

0 1 2 3 4 5 6 7 8 91

01

11

21

31

41

51

61

71

81

92

02

12

22

32

42

52

62

72

8

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1 0

1 1

1 2

1 3

1 4

1 5

1 6

1 7

1 8

1 9

2 0

In

te

rs

ec

cio

ne

s p

or

cír

cu

lo

W T R - C T R L

S D - C T R L

W T R + C B L

L E - C T R L

L E + C B L

S D + C B L

*

*

*

** *

*

*

*

*

*

*

D i s t a n c i a a l s o m a ( x 1 0 m )

*

**

*

**

**

** *

****

*

***

**

*

*

**

***

****

*

*

***

*

***

***

****

******

*

* **

*

*

*

*

*

*

*

*

**

***

***

***

***

***

***

***

***

****

**

**

0 1 2 3 4 5 6

0

1 0 0

2 0 0

3 0 0

4 0 0

5 0 0

6 0 0

7 0 0

8 0 0

9 0 0

1 0 0 0

W T R - C T R L

W T R + C B L

N o . d e o r d e n

Lo

ng

it

ud

de

nd

rít

ic

a

m

S D - C T R L

S D + C B L

L E + C B L

L E - C T R L

*

*

*

*

***

***

C P F m C a p a I I I

***

**

C P F m c a p a I I I

WT

R -

CT

RL

WT

R +

CB

L

SD

- C

TR

L

SD

+ C

BL

LE

- C

TR

L

LE

+ C

BL

0

5 0 0

1 0 0 0

1 5 0 0

2 0 0 0

2 5 0 0

W T R + C B L

W T R - C T R L

S D - C T R L

S D + C B L

L E - C T R L

L E + C B L

* p < 0 . 0 0 1

Lo

ng

itu

d

m

C P F c a p a I I I

W

TR

- C

TR

L

W

TR

+ C

BL

SD

- C

TR

L

SD

+ C

BL

LE

- C

TR

L

LE

+ C

BL

0

5

1 0

1 5

2 0

2 5

3 0

3 5

W T R - C T R L

W T R + C B L

S D - C T R L

S D + C B L

L E - C T R L

L E + C B L

Es

pin

as

(

10

m

)

* p < 0 . 0 0 1

* p < 0 . 0 0 1* p < 0 . 0 0 1

Fig 21. Efecto de la administración crónica de cerebrolisina sobre la morfología

neuronal de la corteza prefrontal media (CPFm) en la capa III de las cepas Wistar,

Sprague Dawley y Long Evans. A) Arborización dendrítica. B) Número de orden dendrítico. C)

Longitud dendrítica total. D) Densidad de espinas dendríticas. Cada valor representa la media ±

EEM. Se realizó una ANOVA de dos vía con medidas repetidas y una prueba post-hoc de Bonferroni

para las variables arborización dendrítica, número de orden dendrítico, longitud dendrítica y

densidad de espinas dendríticas (WTR n= 10, SD n=10, LE n=10); (p<0.001).

A

D

C

B

81

Los resultados obtenidos en la capa V de la corteza media prefrontal (fig. 22)

muestran lo siguiente:

Respecto a la arborización dendrítica (ver fig. 22A) se puede observar al igual que

en la capa III una tendencia al aumento de la arborización dendrítica desde los

20μm hasta los 150μm aproximadamente, gracias a la administración crónica de

cerebrolisina en comparación a los grupos control de las tres cepas, sin embargo

al realizar la comparación entre las cepas únicamente se obtuvieron diferencias

significativas en la cepa Long Evans a partir de los 40 μm de longitud (*p<0.05).

En cuanto al número orden dendrítico (ver fig. 22B) se observa un claro aumento

en el número de ramificaciones dendríticas para el grupo Long Evans+

Cerebrolisina en contra de su respectivo grupo control para el número de orden

dendrítico 2 (****p<0.001), de igual manera el grupo Sprague Dawley +

Cerebrolisina se observa un aumento en el número de ramificaciones

pertenecientes al número de orden dendrítico 3 y 4 (***p<0.001).

Respecto a la longitud dendrítica total (ver fig. 22C) se obtuvieron diferencias

significativas únicamente en la cepa Long Evans tratada con cerebrolisina

cotejada también con su respectivo control. Sin embargo a pesar de en qué la

cepa Wistar no se obtuvo una diferencia estadística significativa, nuevamente se

observa una tendencia hacía el aumento de la longitud dendrítica total en los

animales tratados con el fármaco respecto a su grupo control.

Para la densidad de espinas dendríticas obtenida en esta región (ver fig. 22D) se

observa que la cepa Wistar + Cerebrolisina muestra un aumento en su densidad

de espinas dendríticas respecto a su control (****p<0.001), lo mismo se observa

con la cepa Sprague Dawley tratada + Cerebrolisina comparada con su control

(**p<0.05), y para la cepa Long Evans + Cerebrolisina comparada con su grupo

control (****p<0.001). Al realizar la comparación entre cepas, los resultados

indican que la cepa Long Evans y la cepa Wistar son las que presentan la mayor

densidad de espinas con respecto a la cepa Sprague Dawley (****p<0.01)

82

Morfología neuronal de la Corteza Prefrontal Media (CPFm) capa V

A r b o r i z a c i ó n C F P m c a p a V

0 1 2 3 4 5 6 7 8 91

01

11

21

31

41

51

61

71

81

92

02

12

22

32

42

52

62

72

8

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1 0

1 1

1 2

1 3

1 4

1 5

1 6

1 7

1 8

1 9

2 0

D i s t a n c i a a l s o m a ( x 1 0 m )

L E - C T R L

L E + C B L

S D - C T R L

S D + C B L

W T R - C T R L

W T R + C B L

In

te

rs

ec

cio

ne

s p

or

cír

cu

lo

*

0 1 2 3 4 5 6

0

1 0 0

2 0 0

3 0 0

4 0 0

5 0 0

6 0 0

7 0 0

8 0 0

9 0 0

1 0 0 0

W T R - C T R L

C P F m C a p a V

W T R + C B L

N o . d e o r d e n

Lo

ng

it

ud

d

en

dr

ít

ic

a

m

S D - C T R L

S D + C B L

L E + C B L

L E - C T R L

*

*

*

***

***

***

C P F m c a p a V

WT

R -

CT

RL

WT

R +

CB

L

SD

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TR

L

SD

+ C

BL

LE

- C

TR

L

LE

+ C

BL

0

5 0 0

1 0 0 0

1 5 0 0

2 0 0 0

2 5 0 0

3 0 0 0

W T R + C B L

W T R - C T R L

Lo

ng

itu

d

m

S D - C T R L

S D + C B L

L E - C T R L

L E + C B L

* p < 0 . 0 0 1

C P F c a p a V

W

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TR

L

W

TR

+ C

BL

SD

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TR

L

SD

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BL

LE

- C

TR

L

LE

+ C

BL

0

5

1 0

1 5

2 0

2 5

3 0

3 5

W T R - C T R L

W T R + C B L

S D - C T R L

S D + C B L

L E - C T R L

L E + C B L

Es

pin

as

(1

0

m)

* p < 0 . 0 0 1

* p < 0 . 0 0 1

* p < 0 . 0 0 1

Fig. 22. Efecto de la administración crónica de la CBL sobre la morfología

neuronal de la corteza media prefrontal (CPFm) capa V de las cepas Wistar,

Sprague Dawley y Long Evans. A) Arborización dendrítica. B) Número de orden

dendrítico. C) Longitud dendrítica total D) Densidad de espinas dendríticas. Cada

valor representa la media ± EEM. Se realizó una ANOVA de dos vía con medidas

repetidas y una prueba post-hoc Bonferroni para las variables arborización dendrítica,

número de orden dendrítico, longitud dendrítica y la densidad de espinas dendríticas

(WTR n= 10, SD n=10, LE n=10); (p<0.001).

A

B

C

D

83

6.2.2 Hipocampo dorsal región CA1.

Los resultados obtenidos respecto a la región CA1 de hipocampo dorsal (fig. 23)

muestran un aumento en la arborización dendrítica debido al tratamiento crónico

con cerebrolisina (ver fig. 23A) en los individuos de la cepa Wistar, a partir de los

140μm hasta los 170 μm de longitud dendrítica (*p<0.05).

Respecto al número de orden dendrítico en el hipocampo dorsal CA1 (ver fig.

23B), se encontró una diferencia significativa, para las dendritas pertenecientes al

4° orden, en la cepa Long Evans + Cerebrolisna respecto a su grupo control

(*p<0.05), cabe mencionar que a pesar no mostrar una diferencia estadística

significativa, los animales de la cepa Sprague-Dawley tratados con cerebrolisina

mostraron una tendencia al aumento en las ramificaciones dendríticas de 4to.

orden dendrítico al compararlas con su grupo control en las ramificaciones

dendríticas de en la región CA1 del hipocampo.

Concerniente a la longitud dendrítica total (ver fig. 23C), tampoco se obtuvieron

diferencias significativas para las tres cepas. Y en cuanto al parámetro de la

densidad de espinas (ver fig. 23D) en el hipocampo dorsal CA1, la cepa Long

Evans + Cerebrolisina fue la única que mostró un aumento significativo en el

número de espinas dendríticas en comparación a su grupo control (**p<0.05); no

así para las cepas Wistar y Sprague Dawley, ya que no se observa diferencia

significativa alguna, sin embargo se observa un aumento en la densidad de

espinas por efecto del fármaco.

84

Morfología neuronal del Hipocampo Dorsal (CA1).

H i p o c a m p o d o r s a l C A 1

0 1 2 3 4 5 6 7 8 91

01

11

21

31

41

51

61

71

81

92

02

12

22

32

42

52

62

72

8

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1 0

1 1

1 2

1 3

1 4

1 5

1 6

1 7

1 8

1 9

2 0

D i s t a n c i a a l s o m a ( x 1 0 m )

L E - C T R L

L E + C B L

S D - C T R L

S D + C B L

W T R - C B L

W T R + C T R L

In

te

rs

ec

cio

ne

s p

or

cír

cu

lo

*

*

*

*

*

*

*

*

0 1 2 3 4 5 6

0

1 0 0

2 0 0

3 0 0

4 0 0

5 0 0

6 0 0

7 0 0

8 0 0

9 0 0

1 0 0 0

W T R - C T R L

H ip o c a m p o d o r s a l C A 1

W T R + C B L

N o . d e o r d e nL

on

git

ud

de

nd

rít

ic

a

m

S D - C T R L

S D + C B L

L E - C T R L

L E + C B L

*

H i p o c a m p o d o r s a l C A 1

WT

R -

CT

RL

WT

R +

CB

L

SD

- C

TR

L

SD

+ C

BL

LE

- C

TR

L

LE

+ C

BL

0

5 0 0

1 0 0 0

1 5 0 0

2 0 0 0

2 5 0 0

W T R + C B L

W T R - C T R L

Lo

ng

itu

d

m

S D - C T R L

S D + C B L

L E - C T R L

L E + C B L

W

TR

- C

TR

L

W

TR

+ C

BL

SD

- C

TR

L

SD

+ C

BL

LE

- C

TR

L

LE

+ C

BL

0

2

4

6

8

1 0

1 2

1 4

1 6

W T R - C T R L

W T R + C B L

S D - C T R L

S D + C B L

L E - C T R L

L E + C B L

Es

pin

as

(1

0

m)

* p < 0 . 0 5

H i p o c a m p o d o r s a l C A 1

Fig 23. Efecto de la administración crónica de la CBL sobre la morfología

neuronal de la región CA1 del hipocampo dorsal. A) Arborización Dendrítica B)

Número de orden dendrítico. C) Longitud dendrítica total D) Densidad de espinas

dendríticas. Cada valor representa la media ± EEM. Se realizó una ANOVA de dos vía

con medidas repetidas y una prueba post-hoc Bonferroni para las variables de

arborización dendrítica, orden dendrítico, longitud dendrítica y densidad de espinas

dendríticas (WTR n= 10, SD n=10, LE n=10); (p<0.05).

A

C

B

D

85

VII. Discusión.

El presente trabajo tuvo como objetivo principal, evaluar el efecto del fármaco

cerebrolisina sobre los cambios morfológicos neuronales y conductuales que

ocurren durante el proceso de envejecimiento normal, comparando dicho efecto

en tres diferentes cepas de rata: La Wistar, la rata albina más comúnmente

utilizada en laboratorio; la Long Evans se caracteriza por ser una rata pigmentada

obtenida del cruce con una rata silvestre, y la Sprague Dawley cuya característica

distintiva es su docilidad lo que permite su fácil manejo como modelo

experimental en líneas de investigación conductual.

En este estudio se buscó emplear un modelo biológico modelo biológico más

completo con características distintivas comunes con las del envejecimiento en los

seres humanos, por este motivo, se propuso realizar la comparación tanto a nivel

conductual en el desempeño de una tarea cognitiva, como a nivel de la morfología

neuronal entre las cepas Wistar, Sprague Dawley y Long Evans en etapa de

envejecimiento, con el fin de ampliar el panorama y la comprensión acerca de

cómo las alteraciones que se presentan durante esta etapa en el sistema nervioso

central comprometen las funciones corporales del individuo.

El uso de roedores como modelo animal para el estudio de aspectos relacionados

con la edad posee innumerables ventajas; por ejemplo, su tiempo de vida (dos y

tres años) lo que permite evaluar los probables efectos terapéuticos y profilácticos

de la intervención farmacológica en el proceso de envejecimiento en periodos

relativamente cortos.

Además en particular el uso de ratas de laboratorio pueden ser empleadas como

un modelo fiable para evaluar los cambios cognitivos que ocurren en el sistema

nervioso central y que de alguna manera, son muy similares a las alteraciones

propias de los seres humanos envejecidos; por ejemplo numerosos trabajos de

investigación han puesto de manifiesto que el empleo de la rata de laboratorio

para el estudio de la enfermedad de Alzheimer es adecuado ya que al igual que el

ratón de laboratorio, estos animales se encuentran altamente emparentados

genéticamente con los seres humanos, y poseen una pantalla de comportamiento

predecible y multifacético (Mitchell y cols., 2015). Gallagher y cols., (2011),

86

mencionan que existen diferencias en los procesos de memoria y aprendizaje

entre las cepas Wistar, Sprague Dawley y Long Evans durante la etapa de

envejecimiento, reforzando aún más el hecho de que estas diferencias

conductuales pueden ser explicadas por contrastes entre ellas a nivel neuronal.

El estudio comparativo entre las tres cepas de rata de laboratorio empleadas,

permitió contrastar el impacto de los factores genéticos sobre el efecto de la

administración de cerebrolisina como un posible agente protector y restaurador de

daño neuronal asociado al envejecimiento. Entre algunos de los posibles factores

involucrados en el efecto diferencial de la administración de cerebrolisina,

observado entre las cepas, se puede destacar la sensibilidad farmacológica; Mills

y colaboradores, (2001), plantean que hay una sensibilidad diferencial

farmacológica importante entre las cepas Long Evans y Sprague Dawley. Este

hecho nos permite hacer hincapié en la importancia de considerar los rasgos

genotípicos y fenotípicos del modelo de estudio en investigaciones que involucran

el empleo de fármacos; ya que esto permite extrapolaciones sobre los posibles

efectos positivos o negativos en otros organismos o incluso en humanos, lo que

facilitaría aún más el estudio de numerosas problemáticas biológicas, incluyendo

los estudios en torno al envejecimiento,

El empleo de cerebrolisina como un compuesto capaz de promover una respuesta

de protección y reparación del daño neuronal está fundamentado en diversos

estudios; Plosker y colaboradores., (2009) mencionan que este fármaco es una

preparación de péptidos derivados de cerebros porcinos, exhibe propiedades

farmacodinámicas similares a las de los factores neurotróficos endógenos del

organismo. Por su parte, Chen y colaboradores, (2007) describen que presenta

una similitud con diversas moléculas como las encargadas de promover el

crecimiento celular como CNTF (ciliary neurotrophic factor), GDNF (Glial cell line-

derived neurotrophic factor), IGF-1, e IGF-2 (insulin-like growth factor-1-2);

participando así en procesos de supervivencia neuronal, neuroprotección,

neuroplasticidad y neurogénesis. Todo lo anterior sitúa a la cerebrolisina como una

alternativa terapéutica accesible no invasiva ya que posee los mecanismos

pleiotrópicos que caracterizan a los factores neurotróficos endógenos, resaltando

87

su capacidad potencial para ejercer efectos positivos sobre patologías

relacionadas con proteína tau y la Neuroinflamación; además, es capaz de

disminuir el estrés oxidativo y la excitotoxicidad por una parte, y de potenciar la

neurotransmisión, la neuroplasticidad y la neurogénesis, mostrando incluso en

algunos modelos mejorías considerables en la cognición (Plosker Gauthier y

Gauthier, 2009).

En una primera parte de nuestro estudio se evaluó el efecto del fármaco sobre la

conducta y la cognición (memoria y aprendizaje), esto mediante la administración

crónica de cerebrolisina para cada uno de los individuos de nuestros grupos

experimentales de las cepas Sprague Dawley Wistar y Long Evans en la prueba

del Laberinto Acuático de Morris. Esta prueba se emplea comúnmente para el

estudio de los procesos de aprendizaje y memoria espacial en roedores (Morris,

1984) relacionados con la capacidad de adquirir y retener asociaciones de las

características del entorno al que son expuestos, permitiéndoles desenvolverse en

el espacio mediante la codificación, almacenaje y recuperación de información

acerca de rutas, configuraciones y localizaciones espaciales (Kessels y cols.

2001). Desde hace poco más de una década son varios los grupos que se han

dado a la tarea de investigar los déficits en la memoria y el aprendizaje espacial en

los roedores mediante el uso de la técnica del Laberinto Acuático de Morris, por

ejemplo Norris y Foster, (1999); Rasmussen y colaboradores, (1996); y Lindner,

(1997); muestran que la afección de las habilidades cognitivas espaciales de los

roedores en etapa de envejecimiento se correlaciona con un déficit en el

rendimiento en la prueba de memoria del Laberinto Acuático de Morris.

Los resultados de nuestro estudio en la prueba para evaluar la memoria y el

aprendizaje espacial indican que el tratamiento con cerebrolisina las tres cepas de

rata empleadas (Wistar, Sprague Dawley y Long Evans) muestran una reducción

significativa en el tiempo en encontrar la plataforma del día 1 al día 5, que es la

fase de adquisición de la memoria o aprendizaje. Posteriormente y de manera

gradual se observó una tendencia en reducir los tiempos de latencia de escape

para la ubicación de la plataforma en aquellos animales administrados con el

fármaco, en comparación a sus respectivos animales control, esto concuerda con

88

lo propuesto por Valousková y Gschanes (1999). Vorhees y Williams, 2006;

Drapeau y colaboradores, (2003); y por Rapp y colaboradores., (2002) quienes

aseguran que gracias a la administración del fármaco se atenúa el déficit de

adquisición de la memoria espacial y en consecuencia propicia el aumento de la

actividad motora de ratas seniles en el laberinto acuático de Morris.

En este trabajo se observaron también algunas diferencias respecto a cómo cada

cepa ejecuta la prueba de memoria y aprendizaje, y al respecto hay estudios que

han puesto en evidencia este punto. Lindner y colaboradores, (1997) demostraron

que ratas de la cepa Long Evans de más de 28 meses de edad muestran un mejor

rendimiento en la prueba del Laberinto Acuático de Morris en la fase de

adquisición de la memoria en comparación a la cepa albina Sprague Dawley,

dicho rendimiento puede ser explicado por el hecho de que la cepa Sprague

Dawley tiene menores expectativas en su tiempo de vida que la cepa Long Evans,

asumiendo con ello que la cepa Sprague Dawley muestra un mayor declive en las

funciones de mapeo espacial según la edad, y por ende se consideraría que la

cepa Long Evans es más resistente a los déficits conductuales relacionados con el

proceso de senescencia.

Grauer y Kapon., (1993) compararon el rendimiento cognitivo en la prueba del

Laberinto Acuático de Morris de la cepa Wistar y la cepa Sprague Dawley, y

encontraron que la cepa Wistar no es capaz de mejorar sustancialmente su

desempeño en la prueba; estos hallazgos están en línea con nuestro trabajo en el

que, la cepa Wistar mostro ser más lenta en su velocidad de nado, probablemente

debido a su mayor tendencia a flotar y por su reactividad al estrés, resultado de las

alteraciones en la actividad colinérgica del hipocampo, lo que se ha asociado a

menudo con los déficits en los procesos de memoria en la prueba del Laberinto

Acuático de Morris (Grauer y Kapon, 1993), reduciendo así su velocidad al

momento de localizar la plataforma en comparación con las ratas Sprague Dawley.

En otro estudio McQuail y Nicolle, (2015) en que se realizó una comparación del

rendimiento entre cepas albinas como Fischer-344 y Sprague Dawley de entre 6 y

24 meses, contra cepas pigmentadas de la misma edad se discute que el

89

rendimiento en la prueba del Laberinto Acuático de Morris es directamente

proporcional a la información visual, más que la información que se pueda adquirir

con otros sentidos, ya que las cepas pigmentarias adquieren rápidamente la

habilidad de discriminación espacial en comparación con la cepas albinas, quienes

además presentan un mayor deterioro en la memoria espacial; es por ello que

cepas pigmentarias tienden a mostrar una mejor ejecución en la prueba debido a

su mejor habilidad visual comparada con otras cepas (Abadi y cols., 1990). Esté

mismo hecho fue corroborado por Harker y colaboradores., (2002) y Prusky y

colaboradores, (2002), quienes demuestran que el rendimiento de las cepas

pigmentadas incluida la cepa Long Evans en la prueba es superior a la de otras

ratas de uso común en el laboratorio tales cómo las cepas albinas Wistar o la cepa

Sprague Dawley, debido a que estás últimas por el hecho de presentar albinismo

poseen una menor agudeza visual que las cepas pigmentadas, y en consecuencia

una menor capacidad asociativa que mejore su rendimiento visual-cognitivo. Los

puntos anteriormente expuestos, nos permiten explicar los resultados obtenidos en

este trabajo para la cepa Long Evans. Además nos permiten resaltar que los

efectos de la domesticación y las diferencias en la función visual deben

compaginarse con la selección del modelo de rata a utilizar cuando se requiera

evaluar tareas de comportamiento que involucren la visión; así mismo, que estos

factores deben tomarse muy en cuenta durante la interpretación de los resultados

en estudios que empleen cepas albinas.

Por otro lado durante la segunda fase de la prueba del Laberinto Acuático de

Morris, en la que se puede evaluar para la consolidación de la memoria, se

encontraron diferencias significativas en la cepa , Long Evans lo que podría

correlacionarse con el cambio en la densidad de espinas, explicando así la

consolidación de la memoria y el aprendizaje asociada directamente con la

plasticidad neuronal, sin embargo en la cepa Sprague Dawley no se observaron

cambios significativos en el número de espinas y solo un pequeño cambio en

número de orden, lo que indica que probablemente otros mecanismos estén

participando en el cambio en el aprendizaje y uno de ellos es la neurogénesis ya

que de acuerdo con Drapeau y cols, (2003) este proceso celular está directamente

90

relacionado con el desempeño en la prueba del Laberinto Acuático de Morris ya

que un número elevado de neuronas granulares es necesario para el correcto

desempeño de las tareas de memoria espacial. Además se ha demostrado que la

cerebrolisina es capaz de promover la neurogénesis (Álvarez y Fuentes, 2011).

Este hecho explicaría la mejoría en el aprendizaje de nuestras cepas por

cerebrolisina, sin embargo para el caso de la memoria es posible que se requiera

de la integridad completa de la región CA1 por lo que al no observarse cambios en

morfología de las neuronas hipocampales CA1 (ver resultados), no se observan

cambios en los procesos de evocación de la memoria. De igual manera Dobrossy

y cols., (2003) mencionan que este déficit en la consolidación de la memoria

podría deberse también a que la prueba de memoria per se, no induce un cambio

neto en la proliferación celular en el hipocampo ya que aunque, aumenta durante

la fase inicial del proceso de aprendizaje, posteriormente las células recién

formadas mueren durante la fase tardía del proceso de memoria.

Al término de la prueba conductual proseguimos a evaluar los efectos del fármaco

cerebrolisina sobre la morfología neuronal. En esta parte del trabajo es de suma

importancia mencionar que hasta el momento no existen estudios previos en los

que se haya realizado antes la comparación neuro-morfológica entre las cepas de

rata Wistar, Long Evans y Sprague Dawley en etapa de envejecimiento, por lo que

uno de los aportes de este trabajo consiste en enfatizar las diferencias

morfológicas neuronales en áreas particulares del cerebro implicadas en procesos

cognitivos entre distintas cepas de rata.

Dickstein y colaboradores, (2007) reportaron que los cambios estructurales

neuronales producto de la adaptación ambiental son los responsables del proceso

de envejecimiento neuronal y entre ellos destacan la reducción en la arborización

dendrítica, la longitud dendrítica y el número de espinas dendríticas; ya que son

estás últimas los sitios donde residen la mayoría de las sinapsis excitatorias, y por

ende ocurre una disminución de la frecuencia de respuestas excitatorias mediadas

por receptores glutamatérgicos y una reducción en la expresión de los receptores

NMDA en áreas implicadas en los procesos de memoria y aprendizaje durante la

etapa senil.

91

Una de las áreas cerebrales que participa en la consolidación de estos procesos

es la corteza prefrontal media. La importancia del análisis de la corteza prefrontal

durante el envejecimiento radica en que esta zona regula las funciones ejecutivas

que involucran los mecanismos de control o planificación que median y el

comportamiento dirigido a un objetivo guía (Bizon y cols. 2012).

Nuestros resultados de la morfología neuronal demuestran que la arborización, la

longitud dendrítica, y la densidad de espinas dendríticas entre las cepas Sprague

Dawley y Long Evans en áreas corticales difiere completamente, puesto que en la

capa III y V de la corteza prefrontal se observa un aumento en la arborización

dendrítica en los animales administrados con cerebrolisina respecto a los

animales que no fueron tratados con el fármaco. Esto concuerda con lo expuesto

por Grill y Riddle, (2002) quienes demostraron que en la capa III de la corteza

prefrontal de ratas de la cepa Long Evans, disminuye la longitud dendrítica durante

el envejecimiento, siendo particularmente vulnerable la arborización dendrítica

basal, además mencionan que en la capa III no hay un cambio aparente respecto

al número de ramificaciones dendríticas de cualquier orden; sin embargo nuestros

resultados demuestran que esto cambia al administrar un fármaco promotor del

crecimiento neuronal, ya que aumentan las ramificaciones dendríticas de 2do y 3er

orden es decir aquellas más cercanas al soma neuronal, en la cepa Long Evans, y

por la tanto se observa un aumento en la superficie celular.

Así mismo, estos investigadores examinaron también la morfología en la capa V

de la corteza prefrontal, y mencionan que no hay diferencia alguna entre la

longitud dendrítica y la arborización basal debida al envejecimiento; sin embargo

en nuestro estudio se puede apreciar que el tratamiento con cerebrolisina en la

cepa Long Evans muestra lo contrario, induce un aumento significativo en la

arborización dendrítica, únicamente a partir de los 40 μm y con una tendencia

hacía el aumento compensatorio hasta los 150 μm, lo cual se ve reflejado

directamente sobre la longitud dendrítica total de las neuronas de la cepa Long

Evans + Cerebrolisina.

Una de las probables causas por la que no se observe una diferencia significativa

continua sobre el aumento de la arborización en la capa V según estos autores,

92

podría deberse a que el crecimiento de algunos segmentos dendríticos podrían

compensar la pérdida o reducción de otros segmentos dentro de la arborización

dendrítica basal.

Lo que demuestra que si bien puede haber pérdida permanente y la sustitución de

las ramificaciones dentro de los árboles dendríticos de neuronas piramidales

profundas, la administración de cerebrolisina es capaz de estimular el crecimiento

de nuevos segmentos dendríticos y así promover nuevamente los mecanismos de

plasticidad cerebral.

Como se mencionó anteriormente son muy pocos los estudios que han evaluado

en el efecto de la cerebrolisina sobre la morfología neuronal bajo condiciones de

envejecimiento, entre ellos se encuentra el realizado por Alcántara y

colaboradores., (2012), estos autores reportaron que en el caso de ratones

seniles, la administración de cerebrolisina produce tanto aumento en la

arborización debido a la administración de cerebrolisina, en el número de

ramificaciones dendríticas a partir del 3er orden como en la densidad de espinas

en la capa III de la corteza prefrontal media y únicamente un aumento en la

longitud dendrítica total de la corteza prefrontal media capa V; estos hallazgos son

similares a lo reportado en nuestro trabajo. Sin embargo en nuestro estudio en

nuestro estudio encontramos además diferencias particularmente en el número de

espinas dendríticas y el número de orden dendrítico en la capa V de la corteza

prefrontal media de las cepas Wistar, Sprague Dawley y Long Evans tratadas con

el fármaco, mientras que Vázquez-Roque y colaboradores., (2011) reportan un

aumento en las ramificaciones dendríticas de 3er y 4to orden en la capa III de la

corteza prefrontal media de ratas Sprague-Dawley tratadas con cerebrolisina.

En lo que respecta a la región CA1 del hipocampo dorsal, el estudio de Alcántara-

González y colaboradores, (2012) no reporta diferencias significativas respecto a

los parámetros morfológicos neuronales de la longitud y arborización dendrítica, o

en la densidad de espinas dendríticas de ratones seniles tratados con el fármaco.

A este respecto nuestro estudio difiere completamente, ya que podemos observar

que el grupo de animales de la cepa Wistar aumenta su ramificación dendrítica a

partir de los 140-170μm, así como el aumento en la densidad de espinas y en el

93

número de ramificaciones dendríticas de 4to orden, en la cepa Long Evans. Esto

podría explicarse también por la contribución de la neurogénesis, ya que las

neuronas recién formadas (jóvenes) durante la adultez para la consolidación de la

memoria, es mucho mayor en ratas que en ratones, ya que la maduración de las

células granulares es más rápida que en ratones (Snyder y cols. 2009). Esto pone

de manifiesto las diferencias sustanciales en la plasticidad neuronal y la función

entre estas dos especies de roedores comúnmente estudiadas.

Por otro lado la ausencia de cambios en la longitud dendrítica total de las

neuronas en el hipocampo de todos los grupos de estudio incluidos en este

trabajo, puede estar relacionada con lo reportado por Pyapali y Turner, (1996) en

ratas seniles albinas (Wistar, Fischer-344, Sprague Dawley) donde se describe

que durante el envejecimiento normal, hay un alargamiento y aumento en la

complejidad de las neuronas CA1 del hipocampo, ellos plantean que esto podría

representar una respuesta intrínseca al envejecimiento o ser una respuesta de

denervación parcial reactiva a una pérdida de entradas aferentes. Por su parte,

Hanks y Flood, (1991) en un estudio realizado en pacientes humanos

senescentes sanos y pacientes con enfermedad de Alzheimer, corroboran está

hipótesis al mencionar que la arborización dendrítica basal y apical en neuronas

CA1 del hipocampo no sufre alteraciones durante el envejecimiento normal, pero

sí en pacientes con la enfermedad.

En lo que respecta a la densidad de espinas dendríticas en esta región, son

consistentes los estudios que afirman que el envejecimiento conlleva una pérdida

significativa de espinas dendríticas en el hipocampo CA1, lo cual se correlaciona

directamente con los déficits en los procesos de aprendizaje y memoria espacial

tanto de ratas como de ratones en etapa senil.

A este respecto, von Bohlen und Halbach y colaboradores, (2006) reportaron una

disminución en la densidad de espinas de las dendritas basales de ratones de 9

meses de edad; Nunzi y colaboradores, (1987) por su parte, mencionan que las

ratas Sprague Dawley sufren una reducción mayor en la densidad de espinas

dendríticas en la arborización basal, respecto a la arborización apical en neuronas

CA1 del hipocampo, mientras que Sametsky y colaboradores, (2010), reportan que

94

las ratas de las cepas pigmentadas sufren una pérdida considerable de espinas

dendríticas en la región CA1 y CA3 del hipocampo. Es por todo esto que es

importante destacar los efectos de la cerebrolisina sobre los mecanismos de

plasticidad neuronal, ya que consigue aumentar la densidad de espinas en las tres

cepas de estudiadas en esté trabajo.

Como se planteó en los antecedentes de este trabajo las propiedades

multidinámicas de la cerebrolisina facilitan la viabilidad neuronal gracias a la

interferencia de muchos procesos como la exicito-toxicidad glutamatérgica, la

formación de radicales libres y las respuestas inflamatorias (Eder 2001; Gutmann

2002); además, el fármaco actúa de tal manera que minimiza los efectos del factor

de crecimiento nervioso (NGF) y el factor neurotrófico derivado del cerebro

(BDNF), puesto que se ha demostrado que durante el envejecimiento ambos

provocan alteraciones que impiden el crecimiento de las dendritas (Ubhi y cols.,

2013; Onose y cols., 2009). Además la cerebrolisina activa la vía de señalización

de PI3K/Akt que esta involucrada en la supervivencia neuronal, el aumento de las

ramificaciones dendríticas el control de la forma del árbol dendrítico (Zhang y cols,

2010; Swiech y cols., 2011).

Adicionalmente el fármaco provoca indirectamente un aumento del factor

neurotrófico ciliar (CNTF), del factor neurotrófico derivado de células gliales

(GDNF), y el factor de crecimiento insulínico tipo 1-2 (IGF 1-2) (Chen y cols.,

2007), desacelerando así el proceso neurodegenerativo y provocando un aumento

en la densidad de receptores glutamatérgicos en el hipocampo resultando en una

mejoría directa y progresiva de los procesos de memoria y aprendizaje espacial de

ratas senescentes (Eder y cols., 2001).

Con todo lo anterior suponemos que el efecto de cerebrolisina en roedores

envejecidos de 8 meses de edad, sobre la morfología neuronal se refleja

directamente sobre la plasticidad cerebral hipocampal y cortical, siendo en la capa

III de la corteza prefrontal en dónde se ve el mayor efecto del fármaco, debido a

que las proyecciones neuronales del hipocampo al conectar directamente con las

capas más superficiales de la corteza prefrontal (como la capa III) y a sus

propiedades de está inervación monoaminérgica ascendente provocando

95

plasticidad sináptica a largo plazo (noradrenérgicos, dopaminérgicos,

serotoninérgicos) y los sistemas colinérgicos (Nakamura y cols., 2010; Dégenètais

y cols., 2002).

Concluyendo, con todo lo expuesto hasta el momento, nos es posible corroborar el

papel de la cerebrolisina como un fármaco involucrado en la neuroprotección, la,

gracias a su acción al atenuar los proceso de neurodegeneración neuronal y

estimular la neuroplasticidad, al ser capaz de aminorar la atrofia dendrítica

ocasionada por el proceso de envejecimiento en la corteza prefrontal media y el

hipocampo, dos áreas cerebrales que forman parte del circuito que participa en la

formación de la memoria y el aprendizaje.

VIII. Conclusiones

1) La administración crónica de la cerebrolisina a dosis de 0.02 ml/Kg mejora la

memoria espacial en el modelo de envejecimiento de las cepa Long Evans en

la prueba del laberinto acuático de Morris.

2) La administración crónica de cerebrolisina a dosis de 0. 02 ml/Kg incrementa la

arborización y la longitud dendrítica y la en las neuronas piramidales de la

corteza prefrontal media capa III así como el aumento en la densidad de

espinas dendríticas en las cepas Wistar, Sprague Dawley y Long Evans.

3) La administración crónica de cerebrolisina a dosis de 0.02 ml/Kg incrementa la

arborización dendrítica; no así la longitud de las neuronas piramidales de la

capa V de la corteza prefrontal media en las cepas Sprague Dawley y Long

Evans, así como el aumento en la densidad de espinas en la cepa Long Evans.

4) La administración crónica de la cerebrolisina a dosis de 0.02 ml/Kg incrementa

la arborización dendrítica de las neuronas piramidales de la región CA1 de

hipocampo dorsal en la cepa Wistar, mientras que provoca un aumento en la

densidad de espinas únicamente en la cepa Long Evans.

5) Independientemente del tratamiento existen diferencias tanto conductuales

como morfológicas en las cepas Wistar, Sprague Dawley y Long Evans.

96

IX. Perspectivas

En el presente trabajo se han expuesto las ventajas y beneficios del fármaco

cerebrolisina, sobre algunas alteraciones neuromorfológicas y conductuales

durante el envejecimiento.

Sin embargo el alcance de nuestro trabajo a futuro es aún mayor puesto que se

proponen realizar numerosos estudios que evalúen:

Efectos del fármaco a nivel neuromolecular: Acción sobre péptidos y

neurotransmisores durante la etapa senil.

Uso de marcadores moleculares que permitan profundizar aún más

sobre el efecto a niveles de receptores de membrana neuronal

(inhibidores o excitadores).

Uso de electroencefalografía para evaluar la actividad cerebral al

administrar el fármaco.

Tipificación de espinas dendríticas, para puntualizar a que nivel de

sinapsis axo-expinosa actúa la cerebrolisina y su relación con los

procesos de aprendizaje y memoria en los adultos mayores.

Métodos estereológicos para la cuantificación de parámetros

morfométricos cerebrales en estudios de neuroimagen en pacientes

seniles con uso de cerebrolisina.

97

X. Bibliografía.

1) Abadi R.V., Dickinson C.M., Pascal E., Papas E. Retinal image quality in

albinos. A review. Ophthalmic paediatrics and genetics. 1990. 11(3):171-6.

2) Alcántara-González F., Mendoza Perez C.R., Zaragoza N., Juarez I., Arroyo

García L.E., Gamboa C., De la Cruz F., Zamudio S., García Dolores F., y

Flores G. Combined Administration of Cerebrolysin and Donepezil Induces

Plastic Changes in Prefrontal Cortex in Aged Mice. SYNAPSE. 2012. 66: 938–

949.

3) Akai F, Iruma S., Sato T., Iwamoto N., Fujimoto M., Ioku M. y Hashimoto S.

Neurotrophic factor-like effect of FPF1070 on septal cholinergic neurons after

transections of fimbriafornix in the rat brain. Histology and Histopathology.

2002. 7: 213-221

4) Alvarez-Buylla A, Herrera DG, Wichterle H. The subventricular zone: source of

neuronal precursors for brain repair. Progress in Brain Research. 2000.127:1–

11.

5) Álvarez X. A., Cacabelos R., Sampedro C., Aleixandre M., Linares., Granizo C.,

E., Doppler E., y Moessler H. Efficacy and safety of Cerebrolysin in moderate to

moderately severe Alzheimers disease: results of a randomized, double-blind,

controlled trial investigating three dosages of Cerebrolysin. European Journal of

Neurology. 2010. 18(1):59-68.

6) Álvarez X.A., Figueroa J., y Muresanu D. Peptidergic Drugs for the Treatment

of Traumatic Brain Injury. Future Neurology. 2013. 8(2):175-192.

7) Antón Álvarez X., y Fuentes P. Cerebrolysin in Alzheimer's disease. Drugs of

Today. 2011. 47(7):487-513.

8) Amaral DG. e Insausti R. 1990. Hippocampal formation. In Praxinos G (ed).

The human nervous system. Academic, San Diego.

9) Andrews J.S, Jansen J.H., Linders S., Princen A., y Broekkamp C.L.

Performance of four different rat strains in the autoshaping, two-object

98

discrimination, and swim maze tests of learning and memory. Physiology &

Behavior. 2005. 57(4):785-90.

10) Bäckman L., Nyberg L., Lindenberger U., Li S.C., y Farde L. The correlative

triad among aging, dopamine, and cognition: Current status and future

prospects. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 2006. 30: 791–80.

11) Blalock E.M., Chen K.C., Sharrow K., Herman J.P., Porter N.M., Foster T.C., y

Landfield P.W. Gene Microarrays in Hippocampal Aging: Statistical Profiling

Identifies Novel Processes Correlated with Cognitive Impairment. The Journal

of Neuroscience. 2003. 23(9):3807–3819.

12) Blalock J.E. Harnessing a Neural-immune Circuit to Control Inflammation and

Shock. The Journal of Experimental Medicine. 2003. 18; 195(6).

13) Barbas H., Ghashghaei H., Dombrowski S.M., y Rempel Clower N.L. Medial

prefrontal cortices are unified by common connections with superior temporal

cortices and distinguished by input from memory-related areas in the rhesus

monkey. Journal of Comparative Neurology. 2000.410, 343-367.

14) Bartzokis G., Cummings J.L., Sultzer D., Henderson V.W., Nuechterlein K.H., y

Mintz J. White matter structural integrity in healthy aging adults and patients

with alzheimer disease: a magnetic resonance imaging study. Archives of

neurology. 2003. 60:393–398.

15) Bass, S. Gerontological theory: The search for the holy grail. The

Gerontologist. 2006. 46. 139-144.

16) Bizon J.L. y Woods A.G. 2008. Comparison of Different Rat Models of Human

Aging. Animals Models of Human Cognitive Aging. Pp. (1-4). New York, NY.

Humana Press, Springer Science & Business Media.

17) Bizon J.L., Foster T.C., Alexander G.E., y Glisky E.L. Characterizing cognitive

aging of working memory and executive function in animal models. Frontiers in

Aging Neuroscience. 2012. 4: 19.

18) Boado R.J. Amplification of blood-brain barrier GLUT1 glucose transporter

gene expression by brain-derived peptides. Neuroscience Research. 2001.

40(4). 337–342.

99

19) Bodnar A.G., Ouellette M, Frolkis M, Holt SE, Chiu C-P, Morin GB, Harley CB,

Shay JW, Lichsteiner S., y Wright WE. Science. 2000. 279(5349):349-352.

20) Boguszewski P., y Zagrodzka J. Emotional changes related to age in rats: a

behavioral analysis. 2002. Behavioral Brain Research. 133: 323–332.

21) Bloss E.B., Janssen W.G., McEwen B.S., y Morrison J.H. Interactive effects of

stress and aging on structural plasticity in the prefrontal cortex. The Journal of

Neuroscience. 2010. 30:6726–6731.

22) Boric K., Muñoz P., Gallagher M., y Kirkwood A. Potential Adaptive Function

for Altered Long-Term Potentiation Mechanisms in Aging Hippocampus. The

Journal of Neuroscience. 2008. 28(32):8034 – 803.

23) Bories C., Husson Z., Guitton J., y De Koninck Y. Differential Balance of

Prefrontal Synaptic Activity in Successful versus Unsuccessful Cognitive Aging.

The Journal of Neuroscience. 2013. 33(4):1344 –1356.

24) Bourne J.N., Sorra K.E., Hurlburt J., y Harris K.M. Polyribosomes are

increased in spines of CA1 dendrites 2 h after the induction of LTP in mature rat

hippocampal slices. Hippocampus. 2007. 17(1):1– 4

25) Burke S. N. y Barnes C.A. Neural plasticity in the ageing brain. Nature Reviews

Neurology. 2006. 7(6): 30-40.

26) . Carlson N.R. 2005. Fisiologia de la conducta. 8va Ed., Madrid.

27) Casanova-Sotolongo P., Casanova-Carrillo P., y Casanova-Carrillo C. La

memoria. Introducción al estudio de los trastornos cognitivos en el

envejecimiento normal y patológico. Revista de Neurología. 2004. 38: 469-72.

28) Chen H., Tung Y.C., Li B., Iqbal K., y Grundke-Iqbal I. Trophic factors

counteract elevated FGF-2-induced inhibition of adult neurogenesis. 2007.

Neurobiology of Aging. 28(8):1148-62.

29) Chohan M.O., Li B., Blanchard J., Tung Y.C., Heaney A.T., Rabe A., Iqbal K., y

Grundke Iqbal I. Enhancement of dentate gyrus neurogenesis, dendritic and

synaptic plasticity and memory by a neurotrophic peptide. 2011. Neurobiology

of Aging. 32(8):1420-34.

100

30) Davidson, R.J., Jackson, D.C. y Kalin, N.H. Emotion, plasticity, context, and

regulation: Perspectives from affective neuroscience. Psychological Bulletin.

2000. 126:890-909.

31) Davis J.V., Kulis B., Jain P., Sra S., y Dhillon I.S. Information-Theoretic Metric

Learning. Proceedings of the Machine Learning. 2007. 1:23-31.

32) Dégenètais E., Thierry A.M., Glowinski J., y Gioanni Y. Electrophysiological

properties of pyramidal neurons in the rat prefrontal cortex: an in vivo

intracellular recording study. Cerebral Cortex. 2002. 12(1):1-16.

33) Deary I.J., Whiteman M.C., Pattie A., Starr J.M., Hayward C., Wright A.F.,

Visscher P.M., Tynan M.C., y Whalley L.J. Apolipoprotein e gene variability and

cognitive functions at age 79: a follow-up of the Scottish mental survey of 1932.

Psychology and Aging. 2004. 19(2):367-71.

34) Dickstein D.L., Kabaso D., Rocher A.B., Luebke J.I., Wearne S.L., y Hof P.R.

Changes in the structural complexity of the aged brain. Aging Cell. 6(3):275-84.

35) Driscoll, I., Hamilton, D. A., Petropoulos, H., Yeo, R. A., Brooks, W. M.,

Baumgartner R. N., y Sutherland, R. J. The aging hippocampus: cognitive,

biochemical and structural findings. 2003. Cerebral Cortex. 13. 1344–1351.

36) Dobrossy, M. D., Drapeau, E., Aurousseau, C., Le Moal, M., Piazza, P. V. y

Abrous, D. N. Differential effects of learning on neurogenesis: Learning

increases or decreases the number of newly born cells depending on their birth

date. Molecular Psychiatry. 2003. 8:974–982.

37) Drapeau E., Mayo W., Arousseau C., La Moal M., Piazza P.V. y Abrous D.N.

Spatial memory performances of aged rats in the water maze predict levels of

hippocampal neurogenesis. Proceedings of the National Academy of Sciences.

2003. 100: (24) 14385–1439.

38) Dumitriu D., Hao J., Hara Y., Kaufmann J., Janssen W.G.M., Lou W., Rapp

P.R., Morrison J.H. Selective Changes in Thin Spine Density and Morphology in

Monkey Prefrontal Cortex Correlate with Aging-Related Cognitive Impairment.

The Journal of Neuroscience, 2010. 30(22):7507–7515

101

39) Dumitriu D., Rodriguez A.,y Morrison JH. High-throughput, detailed, cell-

specific neuroanatomy of dendritic spines using microinjection and confocal

microscopy. Nature Protocols. 2011. 6:1391–1411.

40) Eder P., Reinprecht I., Schreiner E., Skofitsch G., y Windisch M. Increased

density of glutamate receptor subunit 1 due to Cerebrolysin treatment: an

immunohistochemical study on aged rats. Histochemical Journal. 2001. 33(11-

12):605-12.

41) Effros RB. Ageing and the immune system. Novartis Foundation Symposia.

2001. 235:130-154.

42) Elston G.N. Pyramidal Cells of the Frontal Lobe: All the More Spinous to

Think With. The Journal of Neuroscience. 2000. 20(18):95.

43) Entlerova M., Lobellova V., Hatalova H., Zemanova A., Vales K., y Stuchlik A.

Comparison of Long-Evans and Wistar rats in sensitivity to central cholinergic

blockade with scopolamine in two spatial tasks: an active place avoidance and

the Morris water maze. Physiology & Behavior. 2013. 15;120:11-18

44) Fahlström A., Yu Q., y Ulfhake B. Behavioral changes in aging female

C57BL/6 mice. Neurobiology of Aging. 2011. 32 (10):1868–1880.

45) Fred. 1984

46) Finkel, T., y Holbrook, N. J. Oxidants, oxidative stress and the biology of

ageing. Nature. 2012. 408: 239–247.

47) Fischer W, Chen KS, Gage FH, Bjorklund A. Progressive decline in spatial

learning and integrity of forebrain cholinergic neurons in rats during aging.

Neurobiology of Aging. 2001. 13:9–23.

48) Flood D.G., Guarnaccia M., Coleman P.D. Dendritic extent in human CA 1-2-3

hippocampal pyramidal neurons in normal aging and senile dementia. Brain

Researc. 1997. 14:409(1):88-96.

49) Flores G, Alquicer G., Silva-Gomez A.B, Zaldivar G., Stewart J., Quirion R., y

Srivastava L.K. Alterations in dendritic morphology of prefrontal cortical and

nucleus accumbens neurons in post-pubertal rats after neonatal excitotoxic

lesions of the ventral hippocampus. Neuroscience. 2005. 133:463–470.

102

50) Flores, G., y Atzori, M. The Potential Role of Cerebrolysin in the Treatment of

Schizophrenia. Pharmacology & Pharmacy. 2014. 5: 691-704.

51) Fuster J.M. The Prefrontal Cortex- An Update: Time Is of the Essence. Neuron.

2001. 30: 319–333.

52) Gallagher M., Stocker A.M., Koh M.T. Mindspan: lessons from rat models of

neurocognitive aging. ILAR Journal: Oxford Journals. 2011. 52(1):32-40.

53) Gage F.H., Dunnett S.B., y Björklund A. Spatial learning and motor deficits in

aged rats. Neurobiology of Aging.1984. 5:43-48.

54) Gschanes A, Boado R, Sametz W, Windisch M. The drug cerebrolysin and its

peptide fraction E021 increase the abundance of the blood-brain barrier GLUT1

glucose transporter in brains of young and old rats. The Histochemical Journal.

2000. 32(2): 71–77

55) Gschanes A. y Windisch M. The influence of Cerebrolysin and E021 on spatial

navigation of 24-month-old rats. Journal of Neural Transmission. Supplementa.

2003. 53:313-21.

56) Grace AA. Gating of information flow within the limbic system and the

pathophysiology of schizophrenia. Brain Research Reviews. 2000. 31:330-341.

57) Granger R., Deadwyler S., Davis M., Moskovitz B., Kessler M., Rogers G., y

Lynch G. Facilitation of glutamate receptors reverses an age-associated

memory impairment in rats. Synapse. 2006. 22:332-337.

58) Grauer E., y Kapon Y. Wistar-Kyoto rats in the Morris water maze: impaired

working memory and hyper-reactivity to stress. Behavioural Brain

Research.1993. 59(1-2):147-51.

59) Grill J.D y Riddle D.R. Age-related and laminar-specific dendritic changes in

the medial frontal cortex of the rat. Brain Research. 2002. 937(1-2):8-21.

60) Gomez-Isla T., Price J.L., McKeel Jr. D.W., Morris J.C., Growdon J.H., y

Hyman B.T. Profound loss of layer II entorhinal cortex neurons occurs in very

mild Alzheimer’s disease. 2003. The Journal of Neuroscience. 16:4491–45

61) Goyns M.H. Genes, telomeres and mammalian ageing. Mechanisms of Ageing

and Development. 2005. 123(7):791-9.

103

62) Gutmann B., Hutter-Paier B., Skofitsch G., Windisch M., Gmeinbauer R. In

vitro models of brain ischemia: the peptidergic drug cerebrolysin protects

cultured chick cortical neurons from cell death. Neurotoxicity Research. 2002.

4(1):59-65.

63) Harker K.T. y Whishaw I.Q. Place and matching-to-place spatial learning

affected by rat inbreeding (Dark-Agouti, Fischer 344) and albinism (Wistar,

Sprague-Dawley) but not domestication (wild rat vs. Long-Evans, Fischer-

Norway). Behavioural Brain Research. 2002. 134(1-2):467-77.

64) Hartbauer M., Hutter-Paier B., Skofitsch G., y Windisch M. Antiapoptotic

effects of the peptidergic drug cerebrolysin on primary cultures of embryonic

chick cortical neurons. Journal of Neural Transmission (Vienna). 2001.

108(4):459-73.

65) Hofman A., Rocca W.A., y Brayne C. The Prevalence of Interdementia in

Europe: a Collaborative Study of the 1980-1990 Findings. International Journal

of Epidemiology. 1991. 20: 736-48.

66) Jacobs B., Driscoll L., y Schall M. Life-span dendritic and spine changes in

areas 10 and 18 of human cortex: a quantitative Golgi study. Journal of

Comparative Neurology. 2002. 386:661–6

67) Jin K. Modern Biological Theories of Aging. Aging and Disease. 2010. 1(2):72-

74.

68) Jonhagen Morin E. Nerve growth factor treatment in dementia, Alzheimer.

Dissociation Association Disorder. 2000. 14:31-8.

69) Joyce C.A., Paller K.A., McIsaac H.K., y Kutas M. Memory changes with

normal aging: behavioral and electrophysiological measures. Psychophysiology

2008. 35(6):669-78.

70) ) Juárez I., González D. J., Mena R., y Flores G.. The Chronic Administration

of Cerebrolysin Induces Plastic Changes in the Prefrontal Cortex and Dentate

Gyrus in Aged Mice. 2011. SYNAPSE. 65:1128–1135.

71) Kandel E. R., James H. Schwartz, Thomas M. Jessell, Principles of neural

Science, New York, 2000.

104

72) Kang M.K. y Park N.H. Extension of cell life span using exogenous telomerase.

Methods in Molecular Biology. 2007. 371:151-65.

73) Kaufer, D.I. y Lewis D.A. (2009). Frontal lobe anatomy and cortical

connectivity. En B.L. Miller y J.L. Cummings (Eds.). The human frontal lobes.

Functions and disorders. New York. Ediciones “The Guilford”.

74) Kennard J.A., Brown K., y Woodruff-Pak D.S. Aging in the cerebellum and

hippocampus and associated behaviors over the adult life span of CB6F1 mice.

Neuroscience. 2013. 247: 335–350.

75) Kessels R.P., de Haan E.H., Kappelle L.J., Postma A. Varieties of human

spatial memory: a meta-analysis on the effects of hippocampal lesions. Brain

Research Reviews. 2001. 35(3):295-303.

76) Kitagishi Y., Kobayashi M., Kikuta K., y Matsuda S. Roles of

PI3K/AKT/GSK3/mTOR Pathway in Cell Signaling of Mental Illnesses.

Depression Research and Treatment. 2012. 20:1-8.

77) Kowald A. y Kirkwood T.B. Accumulation of defective mitochondria through

delayed degradation of damaged organelles and its possible role in ageing of

post-mitotic and dividing cells. Journal of Theoretical Biology. 2000. 202:145-

60.

78) Limón I.D, Mendieta L., Díaz A., Chamorro G., Espinosa B., Zenteno E., y

Guevara J. Neuroprotective effect of alpha-asarone on spatial memory and

nitric oxide levels in rats injected with amyloid-beta((25-35)). Neuroscience

Letters. 2009. 453(2):98-103.

79) Lindner M.D. Reliability, distribution, and validity of age-related cognitive

deficits in the Morris water maze. Neurobiology of Learning and Memory. 1997.

68(3):203-20.

80) Lippa A.S., Pelham R.W., Beer B., Critchett D.J., Dean R.L., y Bartus R.T.

Brain cholinergic dysfunction and memory in aged rats. Neurobiology of Aging.

1980. 1(1):13-9.

81) Lu T., Pan Y., Kao S.Y., Li C., Kohane I., Chan J. y Yankner B.A. Gene

regulation and DNA damage in the ageing human brain. Nature. 2004. 429:

883-891.

105

82) Luebke J.I., Weaver C.M., Rocher A.B., Rodriguez A., Crimins J.L., Dickstein

D.L., Wearne S.L., y Hof P.R. Dendritic vulnerability in neurodegenerative

disease: insights from analyses of cortical pyramidal neurons in transgenic

mouse models. Brain Structure and Function. 2010. 214(2-3):181-99.

83) Luine V., Bowling D., y Hearns M. Spatial memory deficits in aged rats:

contributions of monoaminergic systems. Brain Research. 1990. 537(1-2):271-

8.

84) Masliah E., Armasolo F., y Veinbergs I. Cerebrolysin ameliorates performance

deficits, and neuronal damage in apolipoprotein E-deficient mice.

Pharmacology Biochemical Behavior. 1999. 62(2):239-45.

85) Masliah E., y Díez-Tejedor E. The pharmacology of neurotrophic treatment

with Cerebrolysin: brain protection and repair to counteract pathologies of acute

and chronic neurological disorders. Drugs of Today. 2012. 48:3-24.

86) MacDonald S.W.S., Karlsson S., Rieckmann A., Nyberg L., Backman L. Aging-

Related Increases in Behavioral Variability: Relations to Losses of Dopamine

D1 Receptors. The Journal of Neuroscience. 2012. 32(24):8186–8191.

87) MacLean P.D. Ictal symptoms relating to the nature of affects and their

cerebral substrate. Nature Reviews Neurology. 2005. 38: 636-644.

88) McQuail J.A., Bañuelos C., LaSarge C.L., Nicolle M.M., y Bizon J.L. GABA(B)

receptor GTP-binding is decreased in the prefrontal cortex but not the

hippocampus of aged rats. Neurobiology of Aging. 2012. 33(6):1124. 1-12.

89) McQuail J.A., Nicolle M.M. Spatial reference memory in normal aging Fischer

344 × Brown Norway F1 hybrid rats. Neurobiology of Aging. 2015. 36(1):323-

33.

90) Melov S. Modeling mitochondrial function in ageing neurons. Trends in

Neuroscience. 2004. 27:601–6.

91) Miller D., y O’Callaghan J. Aging, stress and the hippocampus. Ageing

Research Reviews. 2005. 4: 123-140.

92) Mills C.D., Hains B.C., Johnson K.M, y Hulsebosch C.E. Strain and model

differences in behavioral outcomes after spinal cord injury in rat. Journal of

Neurotrauma. 2001. 18(8):743-56.

106

93) Miquel J., Ramirez-Bosca A., Ramirez-Bosca J.V. y Alperi J.D. Menopause: a

review on the role of oxygen stress and favorable effects of dietary antioxidants.

Archives of Gerontology and Geriatrics. 2006. 42:289–306.

94) Mitchell S.J., Knudsen M.S., Longo D.L., y De Cabo R. Animal Models of Aging

Research: Implications for Human Aging and Age-Related Diseases. Annual

Review of Animal Biosciences. 2015. 3: 283-303.

95) Miyagawa H., Hasegawa M., Fukuta T., Amano M., Yamada K., y Nabeshima

T. Dissociation of impairment between spatial memory, and motor function and

emotional behavior in aged rats. Behavioural Brain Research. 2001. 91(1-2):73-

81.

96) Morris RGM. Spatial localization does not require the presence of local cues.

Learning and Motivation. 1981. 12:239–260.

97) Morris R.G., Garrud P., Rawlins J.N., O'Keefe J. Place navigation impaired in

rats with hippocampal lesions. Nature. 1982. 297:681–3.

98) Morrison J.H. y Baxter M.G. The ageing cortical synapse: hallmarks and

implications for cognitive decline. Nature Reviews Neuroscience. 2012.

13(4):240-50.

99) Morrison J.H. y Hoff P.R. Life and death of neurons in the aging brain. Science.

2002. 278:412–419.

100) Muresanu DF, Alvarez XA, Moessler H, Buia M, Stan A, Pintea D, et al.A

pilot study to evaluate the effects of Cerebrolysin on cognition and qEEG in

vascular dementia: cognitive improvement correlates with qEEG acceleration.

Journal of the Neurological Sciences. 2008. 267(1-2):112–9.

101) Nakamura S., Akiguchi I., Kameyama M., Mizuno N. Age-related changes

of pyramidal cell basal dendrites in layers III and V of human motor cortex: a

quantitative Golgi study. Acta Neuropathologica (Berlín). 2008. 65:281–284.

102) Nakamura H., Katayama Y. y Kawakami Y. Hippocampal CA1/subiculum-

prefrontal cortical pathways induce plastic changes of nociceptive responses in

cingulate and prelimbic areas. BMC Neuroscience. 2010. 11:100.

103) Norris C.M., y Foster T.C. MK-801 improves retention in aged rats:

implications for altered neural plasticity in age-related memory deficits.

Neurobiology of Learning and Memory. 1999. 71(2):194-206.

107

104) Nunzi M.G., Milan F., Guidolin D., y Toffano G. Dendritic spine loss in

hippocampus of aged rats. Effect of brain phosphatidylserine administration.

Neurobiology of Aging. 1987. 8(6):501-10.

105) Onose G., Mureşanu D.F., Ciurea A.V., Daia Chendreanu C., Mihaescu

A.S., Mardare D.C., Andone I., Spânu A., Popescu C., Dumitrescu A., Popescu

M., Grigorean V., Ungur B., Marinescu F., Colibbeanu I., Onose L., Haras M.,

Sandu A., y Spircu T. Neuroprotective and consequent neurorehabilitative

clinical outcomes, in patients treated with the pleiotropic drug cerebrolysin.

Journal of Medicine and Life. 2009. 2(4):350-60.

106) Ortega Loubon C., y Franco J.C. Neurofisiología del aprendizaje y la

memoria. Plasticidad Neuronal. Archivos de Medicina. 2010. 6:1-2.

107) Partida Bush V. La transición demográfica y el proceso de envejecimiento

en México. Redalyc-UAEM. 2004. 11 (45): 9-27.

108) Paxinos George y Watson Charles. The Rat Brain in Stereotaxic

Coordinates. 1998.

109) Peters A. Structural changes in the normally aging cerebral cortex of

primates. Progress in Brain Research. 2002. 136:455-65.

110) Peters R. Ageing and the brain. Postgraduate Medical Journal. 2006.

82(964): 84–88.

111) Pepeu G., Marconcini Pepeu I., y Casamenti F. The validity of animal

models in the search for drugs for the aging brain. Drug Design Delivery. 2010.

7:1-10.

112) Popescu A.T., Saghyan A.A., y Pare D. NMDA-dependent facilitation of

corticostriatal plasticity by the amygdala. Proceedings of the National Academy

of Science. 2007. 104: 341-6.

113) Plosker Gauthier L., y Gauthier S. Cerebrolysin: a review of its use in

dementia. Drugs Aging. 2009. 26(11): 893-915.

114) Preston A.R., y Eichenbaum H. Interplay of hippocampus and prefrontal

cortex in memory. Current Biology. 2013. 23(17):R764-73.

108

115) Prusky G.T., Harker K.T., Douglas R.M., Whishaw I.Q. Variation in visual

acuity within pigmented, and between pigmented and albino rat strains.

Behavioural Brain Research. 2002. 136(2):339-48.

116) Purves, D., & Klajn, D. S. 2008. Neurociencia (3a ed., 1a reimp.). Madrid:

Editorial Médica Panamericana.

117) Rapp P.R., y Gallagher M. Preserved neuron number in the hippocampus

of aged rats with spatial learning deficits. Proceedings of the National Academy

of Sciences. 2003. 93(18):9926-30.

118) Rasmussen T., Schliemann T., Sorensen J.C., Zimmer J. y West M.J.

Memory impaired aged rats: No loss of principal hippocampal and subicular

neurons. Neurobiology of Aging. 1996. 17(1) 143-147,

119) Raz N., Rodríguez K.M., Haacke E.M. Brain aging and its modifiers:

insights from in vivo neuromorphometry and susceptibility weighted imaging.

Annals of the New York Academy of Sciences. 2007.1097:84-93.

120) Reinprecht I, Gschanes A, Windisch M and Fachbach G. Two peptidergic

drugs increase the synaptophysin immunoreactivity in brains of 24-month-old

rats. 2000. Histochemical Journal. 31:395-401.

121) Rodriguez A., Ehlenberger D.B., Dickstein D.L., Hof P.R., y Wearne S.L.

Automated three-dimensional detection and shape classification of dendritic

spines from fluorescence microscopy images. PLoS One. 2008. 23;3(4):1997.

122) Rockenstein E., Adame A., Mante M., Moessler H., Windisch M., y Masliah

E. The neuroprotective effects of Cerebrolysin in a transgenic model of

Alzheimer's disease are associated with improved behavioral performance.

Journal of Neural Transmission. 2003. 110: 1313–1327.

123) Rockeinstein E., Torrance M., Mante M., Adame A., Paulino A., Rose J.B.,

Crews L., Moessler H. y Masliah E. Cerebrolysin decreases amyloid-β

production by regulating amyloid protein precursor maturation in a transgenic

model of Alzheimer's disease. Journal of Neuroscience Research. 2006. 83 (7):

1252–1261.

109

124) Rockeinstein E., Mante M., Adame A., Crews L., Moessler H., y Masliah E.

Effects of Cerebrolysin on neurogenesis in an APP transgenic model of

Alzheimer's disease. Acta Neuropathologica. 2007. 113(3):265-75.

125) Rockenstein E., Ubhi K., Pham E., Michael S., Doppler E., Novak P., Inglis

C., Mante M., Adame A., Alvarez X.A., Moessler H., y Masliah E. Beneficial

effects of a neurotrophic peptidergic mixture persist for a prolonged period

following treatment interruption in a transgenic model of Alzheimer's disease.

Journal of Neuroscience Research. 2011. 89(11):1812-21.

126) Rockeinstein E., P., Ubhi K., Trejo M., Mante M., Patrick C., Adame A.,

Novak P., Jech M., Doppler E., Moessler H., y Masliah E. Cerebrolysin™

efficacy in a transgenic model of tauopathy: role in regulation of mitochondrial

structure. BMC Neuroscience. 2014. 15 (1): 54-67.

127) Samson R.D. y Barnes C.A. Impact of aging brain circuits on cognition.

European Journal of Neuroscience. 2013. 37(12):1903-1915.

128) Sánchez-Navarro J.P. y Román. Amígdala, corteza prefrontal y

especialización hemisférica en la experiencia y expresión emocional. Anales de

psicología. 2004. 2: 223-240

129) Salat, D.H., Buckner, R.L., Snyder, A.Z., Greve, D.N., Desikan, R.S., Busa,

E., Morris, J.C., Dale, A.M., y Fischl, B. Thinning of the cerebral cortex in aging.

2004. Cerebral Cortex. 14, 721–730.

130) Sametsky E.A., Disterhoft J.F., Geinisman Y., y Nicholson D.A. Synaptic

strength and postsynaptically silent synapses through advanced aging in rat

hippocampal CA1 pyramidal neurons. Neurobiology of Aging. 2008. 31(5):813-

25.

131) Savonenko A.V. y Markowska A.L. Protective effect of practice on cognition

during aging: implications for predictive characteristics of performance and

efficacy of practice. Neurobiology of Learning and Memory. 2002. 78(2):294-

320.

132) Scheibel M.E., Lindsay R.D., Tomiyasu U…, y Scheibel A.B. Progressive

dendritic changes in aging human cortex. Experimental Neurology.

2005;47:392–403.

110

133) Shing Y.L., Rodrigue K.M., Kennedy K.M., Fandakova Y., Bodammer N.,

Werkle-Bergner M., Lindenberger U., y Raz N. Hippocampal subfield volumes:

age, vascular risk, and correlation with associative memory. Frontiers in Aging

Neuroscience. 2011. 3:2.

134) Schoenfeld R., Foreman N., y Leplow B. Ageing and spatial reversal

learning in humans: findings from a virtual water maze. Behavioural Brain

Research. 2014. 270:47-55.

135) Scahill R.I., Frost C., Jenkins R., Whitwell J.L., Rossor M.N., y Fox N.C. A

longitudinal study of brain volume changes in normal aging using serial

registered magnetic resonance imaging. Archives of neurology. 2003.

60(7):989-94.

136) Sholl D.A. Dendritic organization in the neurons of the visual and motor

cortices of the cat. Journal of Anatomy. 1953. 87(Pt. 4): 387–406.1.

137) Silva-Gomez A.B., Rojas D., Juarez I., y Flores G. Decreased dendritic

spine density on prefrontal cortical and hippocampal pyramidal neurons in

postweaning social isolation rats. Brain Research. 2003. 983:128–136.

138) Solis O, Limón D.I., Flores-Hernández J., y Flores G. Alterations in dendritic

morphology of the prefrontal cortical and striatum neurons in the unilateral 6-

OHDA-rat model of Parkinson's disease. Synapse. 2007. 61:450–458.

139) Stranahan A.M. y Mattson M.P. Recruiting adaptive cellular stress

responses for successful brain ageing. Nature Reviews Neuroscience. 2012.

13:209–216

140) Stoll E.A., Cheung W., Mikheev A.M., Sweet I.R., Bielas J.H., Zhang J.,

Rostomily R.C., y Horner P.J. Aging neural progenitor cells have decreased

mitochondrial content and lower oxidative metabolism. The Journal of Biological

Chemistry. 2011. 286(44):38592-601

141) Sun J., Yang Y., Wan K., Mao N., Yu T.Y., Lin Y.C., DeZwaan D.C.,

Freeman B.C., Lin J.J., Lue N.F., y Lei M. Structural bases of dimerization of

yeast telomere protein Cdc13 and its interaction with the catalytic subunit of

DNA polymerase α. Cell Research. 2011. 21(2):258-74.

111

142) Swiech L., Blazejczyk M., Urbanska M., Pietruszka P., Dortland B.R., Malik

A.R., Wulf P.S., Hoogenraad C.C., y Jaworski J. CLIP-170 and IQGAP1

cooperatively regulate dendrite morphology. The Journal of Neuroscience.

2011. 31(12):4555-68.

143) Tatebayashi Y. y Lee M.H. The dentate gyrus neurogenesis: a therapeutic

target for Alzheimer’s disease. Acta Neuropathologica. 2003. 105(3):225-32

144) Terman A., Kurz T., Navratil M., Arriaga E.A., Brunk U.T. Mitochondrial

Turnover and Aging of Long-Lived Postmitotic Cells: The Mitochondrial–

Lysosomal Axis Theory of Aging. Antioxidants & Redox Signaling. 2010. 12(4):

503–535.

145) Toescu E.C., Verkhratsky A., y Landfield P.W. Ca2+ regulation and gene

expression in normal brain aging. Trends in Neurosciences. 2004. 27(10):614-

20.

146) Vallone D., Borrelli E. y Bozzi Y. Neuroprotective role of dopamine against

hippocampal cell death. The Journal of Neuroscience. 2000. 20(22):8643-9.

147) Valousková V. y Gschanes A. Effects of NGF, b-FGF, and Cerebrolysin on

Water Maze Performance and on Motor Activity of Rats: Short- and Long-Term

Study. Neurobiology of Learning and Memory. 2003. 71, 132–149.

148) Vázquez-Roque R.A., Ramos B., Tecuatl C., Juárez I., Adame A., de la

Cruz F., Zamudio S., Mena R., Rockenstein E., Masliah E., y Flores G. Chronic

administration of the neurotrophic agent cerebrolysin ameliorates the behavioral

and morphological changes induced by neonatal ventral hippocampus lesion in

a rat model of schizophrenia. Journal of Neuroscience Research. 2012.

90(1):288-306.

149) Veinbergs I., Mante M., Mallory M,. y Masliah E. Neurotrophic effects of

Cerebrolysin in animal models of excitotoxicity. Journal of Neural Transmission.

2000. 59:273-80.

150) Verbitsky M., Yonan A.L., Malleret G., Kandel E.R., Gilliam T.C., y Pavlidis

P. Altered hippocampal transcript profile accompanies an age-related spatial

memory deficit in mice. Learning & Memory. 2004. 11(3):253-60.

112

151) Vicens P., Carrasco M.C., y Redolat R. Effects of early training and nicotine

treatment on the performance of male NMRI mice in the water maze. Neural

Plasticity. 2003. 10(4):303-17.

152) Volchegorskii I., Shemyakov S., Turygin V., y Malinovskaya NV. The age

dynamics of monoamine oxidase activity and levels of lipid peroxidation

products in the human brain. Neuroscience and Behavioral Physiology. 2004.

34:303–5.

153) von Bohlen und Halbach O., Zacher C., Gass P., y Unsicker K. Age-related

alterations in hippocampal spines and deficiencies in spatial memory in mice.

Journal of Neuroscience Research. 83(4):525-31.

154) Vorhees C.V. y Williams M.T. Morris water maze: procedures for assessing

spatial and related forms of learning and memory. Nature Protocols. 2006.

1(2):848-58.

155) Wallace J.E., Krauter E.E., Campbell B.A. Motor and reflexive behavior in

the aging rat. The Journals of Gerontology. 1980. 35(3):364-70.

156) Wang S. y Albers K.M. Behavioral and Cellular Level Changes in the Aging

Somatosensory System. Annals of the New York Academy of Sciences. 2009.

1170: 745-749.

157) West M.J., Kawas C.H., Stewart W.F., Rudow G.L., y Troncoso J.C.

Hippocampal neurons in pre-clinical Alzheimer's disease. Neurobiology of

Aging. 2004. 25(9):1205-12.

158) Wible C.G. Hippocampal Physiology, Structure and Function and the

Neuroscience of Schizophrenia: A Unified Account of Declarative Memory

Deficits, Working Memory Deficits and Schizophrenic Symptoms. Behavioral

Science. 2013. 3(2): 298–315.

159) Windholz E., Gschanes A., Windisch M., y Fachbach G. Two peptidergic

drugs increase the synaptophysin immunoreactivity in brains of 6-week-old rats.

Histochemical Journal. 2000. 32(2):79-84.

160) Wright A. Limbic System: Hippocampus. Neuroscience. 2010. 59: 45-63.

161) Wong T.P., Marchese G., Casu M.A., Ribeiro-da-Silva A., Cuello A.C., y De

Koninck Y. Loss of presynaptic and postsynaptic structures is accompanied by

113

compensatory increase in action potential-dependent synaptic input to layer V

neocortical pyramidal neurons in aged rats. The Journal of Neuroscience. 2000.

20(22):8596-606.

162) Wyss J.M., Fisk G., y van Groen T. Impaired learning and memory in mature

163) spontaneously hypertensive rats. Brain Research. 2010. 592:135-140

164) Wu C.F., Bertorelli R., Sacconi M., Pepeu G., y Consolo S. Decrease of

brain acetylcholine release in aging freely moving rats detected by

microdialysis. Neurobiology of Aging. 2000. 9:357-361.

165) Yassa M.A., Lacy J.W., Stark S.M., Albert M.S., Gallagher M. y Stark C.E.L.

Pattern separation deficits associated with increased hippocampal CA3 and

dentate gyrus activity in nondemented older adults. Hippocampus. 2010. 21 (9):

968–979.

166) Xiong H., Baskys A., y Wojtowicz J.M. Brain-derived peptides inhibit

synaptic transmission via presynaptic GABAB receptors in CA1 area of rat

hippocampal slices. Brain Research. 2006. 737(1-2):188-94.

167) Zhang C., Chopp M., Cui Y., Wang L., Zhang R., Zhang L., Lu M., Szalad

A., Doppler E., Hitzl M. y Zhang Z.G. Cerebrolysin enhances neurogenesis in

the ischemic brain and improves functional outcome after stroke. Journal of

Neuroscience Research. 2010. 88(15): 3275–3281.

168) Zhang-James Y., Yang L., Middleton F.A., Yang L., Patak J., y Faraone S.V.

Autism-related behavioral phenotypes in an inbred rat substrain. Behavioural

Brain Research. 2014. 269:103-14.

169) Zhang Y., Chopp M., Meng Y., Zhang Z.G., Doppler E., Winter S., Schallert

T., Mahmood A., y Xiong Y. Cerebrolysin improves cognitive performance in

rats after mild traumatic brain injury. Journal of Neurosurgery. 2015.

122(4):843-55.