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“Los diferentes roles de los
glucocorticoides en Hipocampo e
Hipotálamo en la hiperactividad del eje
HPA inducida por estrés crónico”
Li-Juan Zhu, Meng-Ying Liu, Huan Li, Xiao Liu, Chen Chen, Zhou Han, Hai-Yin
Wu, Xing Jing, Hai-Hui Zhou, Hoonkyo Suh, Dong-Ya Zhu, Qi-Gang Zhou.
Eje Hipotalámico-Hipofisario-Adrenal (HPA)
¿Cómo funciona el eje HPA?
1)Frente al estrés fisiológico, se sintetiza el factor de liberación de
corticotropina (CRF) en los núcleos paraventriculares (PVN) del hipotálamo.
2)CRF estimula la síntesis y liberación de la hormona adrenocorticotrópica
(ACTH) desde la hipófisis anterior.
3)ACTH estimula la síntesis y liberación de glucocorticoides desde la corteza
suprarrenal hacia la circulación sanguínea.
→ La actividad del eje está regulada por retroalimentación negativa a nivel
hipocampo e hipotálamo, cuando concentraciones excesivas de glucocorticoides
llegan a estos lugares.
El eje HPA y el Estrés Crónico
● Estrés agudo → El feedback(-) mantiene la homeostasis de la actividad del eje.
● Estrés crónico → El equilibrio se rompe, debido a la interrupción del mecanismo
de retroalimentación negativa.
→ Hiperactividad del eje HPA inducida por el estrés crónico resulta en un persistente
elevado nivel de los glucocorticoides en el cerebro y finalmente conduce a la aparición
de comportamientos depresivos y al MDD (trastorno depresivo mayor).
Glucocorticoides
● Considerados como la principal causa de depresión inducida por estrés.
● Receptores → GR y MR
● Inhibidor → Metirapona
Rol en la vía MR-nNOS-NO-GR:
● Regulan la expresión de nNOS, enzima que sintetiza NO → en cantidades
excesivas interrumpen la función de GR → molécula clave en la modulación
del eje HPA por feedback(-).
¿Por qué la exposición crónica a glucocorticoides
interrumpe la modulación de retroalimentación negativa
del eje HPA?
¿En qué parte del cerebro ocurre?
Materiales usados
Animales:
Ratones ICR machos (6 a 8 semanas de edad) y ratones machos (6 a 7 semanas
de edad) homocigotos deficientes de nNOS.
Drogas:
● CORT.
● DMSO
● Metirapona.
● Espironolactona, aldosterona, mifepristona.
● CPTIO , ODQ (inhibidor soluble de guanilato ciclasa) y DETA/NONOate.
(donor de NO)
Métodos y procedimientos
Estrés crónico leve (CMS):
● Ganancia de peso corporal
● FST
● TST
● OFT
● SPT
Western blot
Inmunofluorescencia
Extracción de RNA y PCR- transcripción reversa
FST
SPT
OFT
TST
Medición de CORT y evaluación de diferentes comportamientos
frente al tratamiento de Metirapona y CMS (exp. 1)
● Ante CMS, aumenta CORT,
el tiempo de inmovilidad (TI)
y la expresión de CRF; así
como disminuye la
preferencia de sacarosa.
● Con metirapona se observa
un bloqueo de la síntesis de
CORT durante CMS, y no
hay cambios significativos
respecto al control.
● Los tratamientos no afectan
la actividad locomotriz de los
ratones.
Efecto de CORT
(exp. 2)
● Ratones expuestos a CORT
exhiben valores mayores de
TI en FST y TST, así como
una disminución en la
preferencia por sacarosa.
● CORT provoca
sobreexpresión de CRF, y
no influye en la actividad
locomotora.
● La exposición a DMSO no
causa cambios en ningún
tratamiento
Ubicación y concentración de CORT en el hipotálamo (exp.
3a)
El sitio de inicio de la actividad del eje HPA sería en la zona izquierda de PVN, donde la concentración de
CORT es extremadamente alta 24h después de inyectarla, y permanece ligeramente alta aún después de
28 días de la inyección, respecto al control.
Efecto de CORT en el
hipotálamo (exp. 3b)
● CORT no provocó
diferencias en TST, FST,
SPT ni en actividad
locomotriz.
● A mayores concentraciones
de CORT, se observa menor
expresión de CRF, tanto a
corto como a largo plazo de
inyectar la droga.
● Existe un significativo
decrecimiento en el nivel de
CORT en el plasma, al
inyectar concentraciones
altas de CORT en las
regiones bilaterales de PVN.
Efecto de CORT en el hipocampo (exp. 4)
● Al inyectar CORT en las
regiones DG, hay un bajo
nivel de expresión de CRF,
y también baja
concentración de CORT en
el plasma, a corto plazo.
● A largo plazo, aumenta la
expresión de CRF y el
nivel de CORT en el
plasma.
● Ratones tratados con
CORT presentan mayor TI
en TST y FST, y menor
preferencia por sacarosa,
en comparación con los
tratados con DMSO.
Roles de los glucocorticoides en el hipotálamo e hipocampo en
la regulación del HPA axis (exp. 5a)
● Luego de 28 días de CMS, no hay
diferencias en cuanto a los niveles de
glucocorticoides entre ambas zonas.
● Por inmunofluorescencia, bajo
condiciones normales, hay mayor
expresión de MR en hipocampo
comparado con hipotálamo. Sin
embargo, no se aprecia diferencia de GR
en ambas regiones.
● Aumenta la proporción de MR en el
hipocampo bajo condiciones de stress,
no así en el hipotálamo.
● Los niveles de GR aumentan bajo
condiciones de stress en ambas
regiones.
Rol exacto de MR y GR en
el hipocampo (exp. 5b)
● En D) el incremento de la expresión
de CRF causado por CORT, es
revertido por espironolactona.
Aldosterona no provoca
sobreexpresión de CRF. También,
mifepristona disminuye nivel de CRF.
● En hipocampo (E,F y G) al 7 d,
espironolactona revierte upregulation
causada por CORT en nNOS, MR y
nitrotirosina, salvo GR. Recién en 28
d, GR vuelve a valor normal (DMSO).
● Mifepristona no afecta los niveles de
expresión de los 4, en ambos días.
● H) A ambos tiempos, CORT induce
up-regulation de GR en hipotálamo.
Esto no ocurre para nNOS, MR y
nitrotirosina.
NO media los diferentes roles
de los glucocorticoides en el
hipocampo y el hipotálamo
● Sólo en el hipocampo, CORT
incrementa el número de células nNOS
positivas, comparando con el grupo
DMSO. Una tendencia similar se
encontró al medir la concentración de
NO.
● D) En el hipotálamo, la sobreexpresión
de CRF inducida por CORT es
revertida por CPTIO y ODG al día 28.
● Agregando NO en las zonas DG o
PVN en ratones deficientes en nNOS,
sólo hay sobreexpresión de CRF en el
hipotálamo (28 d) producto de la
inyección en DG en hipocampo.
● Los glucocorticoides son responsables (y suficientes) del comportamiento
depresivo inducido por estrés crónico y de la hiperactividad del eje HPA.
● En hipotálamo: tanto la exposición aguda como la crónica de los
glucocorticoides contribuye a la regulación por feedback negativo del eje HPA
● En hipocampo: la exposición aguda a los glucocorticoides contribuye a la
regulación del eje HPA, pero la crónica genera hiperactividad del eje y
comportamientos depresivos
Conclusiones
● El causante de esta diferencia es el desigual contenido de MR
(>hipocampo), que actúa en la vía MR-nNOS-NO-GR y finalmente en la
hiperactividad del eje HPA.
MUCHAS
GRACIAS