Isquèmia cerebral transitòria en el jerbu com a model de malaltia isquèmica cerebral: estudi de neurones inhibidores corticals de circuit local i mecanisme de mort cel·lular

Abstract

Les malalties cerebrovasculars constitueixen la patologia neurològica més freqüent i representen la tercera causa de mort en els països desenvolupats. Entre elles la patologia vascular isquèmica constitueix el grup més important ja que representa les 3/4 parts del total de pacients. L'objectiu central d'aquesta tesi ha estat l'estudi de determinats aspectes de la patologia vascular cerebral isquèmica mitjançant l'ús d'un model experimental, el jerbu, el qual per les seves caracteristiques anatòmiques permet reproduïr la mateixa lesió en els diferents animals estudiats.<br/><br/>A la gènesi de la mort cel·lular secundària a la isquèmia s'han implicat múltiples factors, entre ells l'augment de les concentracions intracel·lulars de calci. En aquest sentit, la presència de determinades substàncies tamponadores, com les proteïnes fixadores de calci, poden proporcionar una major resistència a les cèl·lules en front a situacions adverses com la isquèmia.<br/><br/>Per altra part, les cèl·lules de l'hipocamp presenten, després d'una isquèmia cerebral transitòria, una mort retardada per maduració. Aquest fenomen de mort pot estar relacionat amb la síntesi de determinades proteïnes que condicionen la mort cel·lular d'una forma activa de manera similar al que succeeix a l'apoptosi.<br/><br/>Els primers canvis morfològics en els jerbus adults van ser visibles per microscopia òptica a partir de les 24-48 hores postisquèmia. Aquestes alteracions eren molt més evidents a partir del 3r-4t dia de supervivència, sobretot a la regió CAl de l'hipocamp. Les alteracions morfològiques de les neurones de la regió CAl de l' hipocamp al cap de 4 dies de supervivència es caracteritzaven per una condensació puntejada de la cromatina nuclear i un encongiment citoplasmàtic. Així mateix, un petit grup de neurones disperses per la regió CAl, mostraven un nucli uniformement condensat i de coloració molt fosca. En cap cas es va observar fragmentació del nucli, la qual cosa és característica de l'apoptosi.<br/><br/>En estudiar la immunoreactivitat per a parvalbúmina a l'hipocamp del jerbu adult després d'isquèmia cerebral transitòria es va observar, a totes les regions de l'hipocamp, una disminució d'immunoreactivitat, amb un màxim al cap de 6 hores de supervivència postisquèmia. Posteriorment, a partir de les 24 hores postisquèmia, s'observà una progressiva recuperació de la immunoreactivitat, que es iniciar a la regió CA3 i fascia dentada afectant finalment també a la regió CAL. Aquest augment condiciona que al cap de 7 dies de supervivència postisquèmia, el número de neurones amb immunoreactivitat per a parvalbúmina era superior a l'observat en el grup control. Aquests resultats suggereixen que les neurones de la regió CAl de l'hipocamp del jerbu adult que contenen pnrvalbúmina presenten una major supervivència en relació a la isquèmia que les neurones de projecció.<br/><br/>Per tal d'estudiar la implicació de la síntesi de proteïnes en la gènesi de la MCR, així com analitzar les similituds i diferències entre MCR i apoptosi, es va administrar un inhibidor de la síntesi de proteïnes, la cicloheximida, a diferents dosis i pautes després de la isquèmia. Els resultats ens mostraren que la cicloheximida administrada a dosis altes produïa un augment significatiu del número de cèl·lules mortes. No obstant, si s'administrava a dosis baixes disminuïa de forma molt discreta el número total de cèl·lules mortes a la regió CAl.<br/><br/><br/><br/><br/><br/>En comparar els mecanismes implicats en la MCR i en la mort induïda per radiacions durant el desenvolupament, el qual és un model d'apoptosi, varem observar que la MCR induïda per isquèmia presenta característiques morfològiques diferents de l'apoptosi.<br/><br/>Per altra part, s'han utilitzat diferents dosis i vies d'administració (intraperitoneal i intratecal) de la Fructosa-1,6-bisfosfat en el jerbu després d'isquèmia cerebral transitòria per tal d'avaluar els seus efectes sobre la MCR. No es van observar diferències significatives entre el grup control i els grups que havien rebut FBP en quant al número de cèl·lules mortes a la regió CAl de l' hipocamp, el que suggereix que la FBP no ofereix cap efecte beneficiós sobre la NCR en el jerbu després d'isquèmia global transitòria.<br/><br/>Considerant el patró de vulnerabilitat en front a isquèmia transitòria durant el desenvolupament de l'hipocamp del jerbu, no es pot correlacionar el contingut intracel.lular de parvalbúmina amb la mort induïda per isquèmia. Així mateix, tampoc no hi ha relació entre el contingut de calbindina i la vulnerabilitat a la isquèmia de l'hipocamp durant el desenvolupament postnatal del jerbu.<br/><br/>Finalment, la producció d' APP després de la isquèmia està associada amb l'hiperplàsia dels astròcits però no amb hipertrofia astroglial.

<i>Parvalbumin immunoreactivity is examined in the hippocampus of the Mongolian gerbíl ("Meriones unguiculatus") in controls and in animals subjected to 20 minutes of forebrain ischaemia produced by bilateral clipping of the carotids.<br/><br/>Parvalbumin immunoreactivity is rapidly and ephemerally increased in the hippocampus 15 minutes after reperfusion. Later on, there is a transitory decrease of parvalbumin immunoreactivity which is followed by an increase six hours later in the "stratum granulare", "hilus" and CA3 area, and not until the first and second day in the CAl area. On the other hand, GABA-immunoreactive neurons in CAl are preserved during the first week after reperfusion, although an increase in the number of these cells occurs at the end of this period. Delayed neuronal death occurs in the CAl area 48 h after ischaemia, and marked reduction in the number of CAl neurons is found by the end of the first week. These findings indicate that GABAergic neurons in CAl are preserved after forebrain ischaemia, and that parvalbumin in Cal neurons is associated with survival.<br/><br/>The effects of the protein synthesis inhibitor cycloheximide on delayed neuronal death following 20 minutes of bilateral forebrain ischemia were examined in the gerbil hippocampus at the fourth day of reperfusion. The results indicate that the effects of cycloheximide are dose dependent, low doses reduce, high doses increase cell death. These findings also indirectly suggest that protein synthesis may play a role in the extent of delayed neuronal death.<br/>Vulnerability following transient forebrain ischemia and the maturation of parvalbumin or calbindin D-28K immunoreactivity, was examined in the hippocampus of gerbils during postnatal development. The findings show that the pattern of selective vulnerability following transient ischemia is different in young and adult gerbils, and suggest that no correlation exist between resistance to ischemic damage and calcium-binding protein content.<br/><br/>Sprague-Dawley rats aged from 1 to 15 days were irradiated with a single dose of 200 cGy X-rays and killed at different intervals. X-ray-induced cell death in the hippocampal complex of the developing rat is subjected to determinate temporal and regional patterns of vulnerability; it is an active process mediated by protein synthesis. </i>