PARTICIPACIÓN DEL SISTEMA SEROTONINÉRGICO CENTRAL EN LA REGULACIÓN DEL APETITO POR EL SODIO

Estudios previos del laboratorio han demostrado que la depleción de sodio inducida por diálisis peritoneal (DP) produce una rápida caída en la concentración de sodio del suero y del fluido cerebrospinal entre las 1-4hs después de la DP; sin embargo el apetito específico por el sodio (AS) aparece recién 20 hs después cuando se han recuperado los niveles normales de sodio extracelular quizás por medio de fuentes reservorias del cuerpo como hueso e higado. En nuestros trabajos además hemos identificado las distintas áreas y sistemas neuroquímicos involucrados tanto en la fase apetitiva (24hs después de la DP) como en la fase de saciedad del AS (luego del consumo de NaCl hipertónico inducido por DP). En estos estudios la depleción de sodio incrementó la actividad neuronal, evidenciada mediante la inmunoreactividad a Fos (ir-Fos), a lo largo de los órganos circunventriculares (OCVs) de la lamina terminalis (LT): órgano subfornical (SFO) y órgano vasculoso de la lamina terminalis, y diminuyó ir-Fos de las neuronas serotoninérgicas del núcleo del rafe dorsal (DRN), sugiriendo su participación en la génesis del AS. Por otro lado, durante la fase de saciedad la ir-Fos se incrementó dentro de áreas del tronco encefálico como el núcleo del tracto solitario, área postrema, núcleo parabraquial lateral (LPBN), neuronas serotoninérgicas del DRN y a lo largo de las células oxitocinérgicas hipotalámicas indicando su participación en la inhibición del AS. A pesar del conocimiento acumulado acerca de la regulación central del AS, hasta el momento, no se conocen cuales son los mecanismos, áreas y sistemas neuroquímicos involucrados en la disociación temporal existente entre la depleción de sodio y la aparición del AS. Numerosas líneas de evidencia sugieren que el AS es estimulado por la misma señal molecular que la sed hipovolemica, principalmente angiontensina II (ANGII), pero no se manifiesta porque es bloqueada por una señal inhibitoria dominante. Se sugiere que los efectos estimulatorios de ANGII sobre la ingesta de agua y sodio involucran la interacción con el circuito serotoninérgico (5HT) inhibitorio central. El circuito 5HT central que subyace a esta interacción incluye principalmente conexiones bidireccionales entre los OCVs de la LT donde se estimula la sed y AS y los somas 5HT del DRN y los terminales 5HT presentes en el LPBN donde se inhibiría el AS. Consistente con estos datos, la lesión del DRN y la inyección de antagonistas serotoninérgicos en el LPBN provocan un aumento significativo en el consumo de sodio inducido por distintos modelos experimentales.Nuestros resultados recientes indican que ya a las 2hs luego de la DP se incrementa la actividad de renina plasmática y a nivel central se observa una actividad tónica de las neuronas serotoninérgicas del DRN y la activación simultánea de los OCVs de la LT y de los núcleos de tronco encefálicos, estructuras previamente involucradas tanto en la fase apetitiva como de saciedad respectivamente. Con lo cual, es posible hipotetizar que el sistema 5HT a nivel del tronco (DRN, LPBN) estaría impidiendo el consumo de sodio estimulado por ANGII a las 2hs de la depleción de sodio corporal cuando se produce la caída en la natremia y en la volemia pero el AS no se manifiesta. De acuerdo con esto nos proponemos evaluar el efecto de una lesión transitoria y reversible del DRN, y el antagonismo del sistema 5HT a nivel del LPBN a las 2hs de realizada la DP sobre la ingesta de sodio. Además, se utilizará la técnica de registro electrofisiológico in vivo que nos permitirá estudiar la interconexión sináptica funcional entre el DRN y el SFO ante la infusión icv de ANGII. Esperamos observar un incremento en el consumo de sodio 2hs después de la DP, producido por el bloqueo transitorio o antagonismo del sistema serotoninérgico en el DRN o LPBN respectivamente. Además creemos posible que disminuya la actividad eléctrica de las neuronas 5HT del DRN que son moduladas por el SFO ante la inyección icv de AII.

Aprendizaje durante la ontogenia temprana: Estudio de la participación del sistema opioide en la modulación de aprendizajes mediados por el etanol. LEARNING AND EARLY ONTOGENY: ANALYSIS OF THE INVOLVEMENT OF OPIOID SYSTEM IN FETAL AND INFANTILE ETHANOL-MEDIATED EXPERIENCIES.

Este plan de trabajos es continuidad de una línea de investigación centrada en evaluar los mecanismos responsables de la adquisición, expresión y persistencia de experiencias con el etanol. A partir de ello, indagar acerca de los efectos de esta experiencia sobre comportamientos de búsqueda y autoadministración de etanol en neonatos e infantes de rata. Se pretende analizar la participación del sistema opiáceo en los mecanismos implicados en una memoria fetal y/o infantil, generada como consecuencia de la exposición etílica. En una primera etapa, nos proponemos establecer de qué manera experiencias prenatales con la droga modulan el patrón de auto-administración de alcohol y otros reforzadores, como sacarosa. En este primer bloque de experimentos realizaremos manipulaciones fetales para determinar con mayor grado de especificidad la posible acción del sistema opiáceo en los mecanismos de adquisición de una memoria etílica prenatal. Se realizarán administraciones de etanol y el antagonista opiáceo, directamente a nivel fetal, y se evaluará esta experiencia en un paradigma de condicionamiento neonatal positivo, mediado por la droga. De acuerdo a la evidencia previa, esperamos que la exposición prenatal con la droga facilite la expresión de conductas de consumo y búsqueda del etanol o hacia las claves que señalizan al psicotrópico, tanto durante la infancia como en el neonato. A su vez, cuando la droga es presentada bajo los efectos de un antagonista opiáceo esperamos que estas conductas muestren un perfil similar a las desplegadas por sujetos controles. El segundo bloque de experimentos ha sido ideado con el objeto de indagar acerca de la posible participación del sistema opiáceo en la modulación de los aspectos reforzantes de la droga, a través de un esquema de auto-administración etílica infantil. Se utilizará un paradigma de condicionamiento instrumental adaptado para ratas infantes que consta de dos instancias, una de adquisición de la conducta instrumental (DPs 14-17) en la cual los animales reciben un pulso de refuerzo, como consecuencia de la ejecución de la conducta operante. En una segunda fase se analiza el patrón de búsqueda del reforzador ya que se registra la respuesta instrumental, sin que ocurra el refuerzo por la misma. Para analizar la participación del sistema opiáceo, durante la fase de adquisición de la conducta operante (DPs 16 y 17) los animales serán re-expuestos a mínimas cantidades del reforzador, bajo los efectos de un antagonista opiáceo, momentos previos al ensayo instrumental correspondiente para cada uno de estos días (Exp. 3). Esperamos que el bloqueo del sistema opiáceo, durante esta re-exposición al etanol, sea suficiente para disminuir el patrón de respuesta instrumental hacia el refuerzo etílico. Un último experimento incorporará un tercer evento de re-exposición al etanol -bajo los efectos del antagonista- previo al ensayo de extinción de la conducta instrumental (DP 18). Este nuevo evento tiene por objeto analizar la participación de este sistema neurobiológico en los mecanismos de búsqueda de etanol. Si el sistema opiáceo participa en la modulación de patrones tanto de búsqueda como consumatorios del reforzamiento por etanol, se espera que la re-exposición a la droga bajo los efectos del antagonista, inhiba estas respuestas tanto durante la sesión de adquisición, como de extinción de la conducta operante. Este proyecto intenta profundizar en el conocimiento de los mecanismos que regulan reconocimiento, aceptación, búsqueda y consumo de etanol, como consecuencia de experiencias tempranas con la droga. A su vez, es importante identificar y estudiar los sistemas neurobiológicos involucrados en estos mecanismos. Es por ello que se intenta determinar el rol que ejerce el sistema opiáceo en la adquisición de estas experiencias etílicas a nivel fetal e infantil, que se conoce promueven la búsqueda y el consumo de la droga. Our work is directed to analyze the involvement of the opioid system in the generation of pre- and early postnatal ethanol-related memories. As a first step, maternal manipulations with ethanol will be done. Infants will be evaluated in a paradigm of infantile self-administration of different reinforcers (ethanol, sucrose or water), employing a model of operant conditioning adapted to infant rats. A second experiment will be conducted in order to analyze if a central administration of ethanol, directly to the fetus, modifies subsequent patterns of neonatal conditioned responses to an artificial nipple, mediated by ethanol reinforcing effects. Fetal presentation of ethanol will be accompanied with the injection of an opioid antagonist in order to analyze the involvement of this system in acquisition processes of a fetal ethanol-mediated memory. A second set of studies will be conducted to analyze appetitive and consummatory behaviors in an infant model of ethanol self-administration. Involvement of opioid system in the acquisition or expression of this experience will be also inquired. Infant rats (PDs14-17) have to display a target behavior (nose-poke) to gain access to 5% sucrose or 3.75% ethanol. On PD18 an extinction session will be included. At PDs16-17, 6-hr before training, pups will be re-exposed to ethanol under opioid antagonism effects (naloxone). In a follow up experiment, a re-exposure trial will be included at PD18. Prior extinction, pups will receive naloxone and will be re-exposed to ethanol. We aim to observe if opioid system is modulating etha¬nol reinforcing effects, in terms of both appetitive and consummatory behaviors.