El Enriquecimiento Ambiental en ratas: efectos diferenciales en función del sexo

Abstract

El tratamiento de Enriquecimiento Ambiental (EA) incrementa la estimulación y proporciona oportunidades más ricas y variadas de interacción con el entorno social y físico y ha demostrado ejercer una gran variedad de efectos a largo plazo a nivel neuroanatómico, neuroquímico y conductual en varias especies animales. El EA aumenta el tamaño de la corteza cerebral, incrementa las ramificaciones dendríticas y la neurogénesis hipocampal y mejora las capacidades cognitivas en una variedad de tareas. No obstante, aunque algunas investigaciones han descrito efectos diferenciales del EA en función del sexo, la gran mayoría de estudios que han evaluado los efectos del EA se han realizado con sujetos macho. Además, en humanos existen importantes diferencias de sexo en un gran número de psicopatologías, como la depresión, la esquizofrenia o la adicción a drogas, lo cual evidencia la necesidad de incluir a las hembras en los diseños experimentales. La presente tesis se propone estudiar los efectos del EA en ratas Sprague-Dawley de ambos sexos en pruebas que evalúan exploración y memoria social, reactividad emocional, mecanismos atencionales, aprendizaje y adicción a drogas a lo largo de dos bloques experimentales. El tratamiento se inició después del destete colocando a los animales en grupos de 9-12 individuos en jaulas de enriquecimiento durante 8 o 12 semanas, donde se cambiaban la configuración espacial y los objetos. Las ratas control se estabularon en grupos (2-3 individuos) en jaulas estándar. En el primer bloque experimental se realizaron dos estudios con el propósito de evaluar los efectos del EA en exploración social mediante la prueba de Discriminación Social; en reactividad emocional, mediante el Laberinto elevado en cruz, la respuesta de sobresalto ante un estímulo acústico y la respuesta del eje Hipotálamo-Pituitario-Adrenal en condiciones basales y en respuesta a la exposición a la prueba de la Tabla de agujeros; en mecanismos atencionales, mediante el paradigma de inhibición prepulso; y en aprendizaje espacial, mediante el laberinto Hebb-Williams. Los resultados de este primer bloque mostraron que el EA disminuyó la emotividad en machos y hembras como se observó por la mayor conducta en los brazos abiertos del laberinto elevado en cruz, la mayor exploración en la tabla de agujeros y la menor reactividad del eje HPA en comparación con los animales control. De manera inesperada, el EA disminuyó el porcentaje de inhibición prepulso en machos y hembras, resultado que contrastó con el efecto de mejora en la ejecución del laberinto Hebb-Williams que produjo el tratamiento en los mismos sujetos experimentales. En las pruebas de exploración y reconocimiento social, el EA mostró un efecto diferencial en función del sexo ya que aumentó la exploración y el reconocimiento social en los machos pero los disminuyó en las hembras. El segundo bloque experimental constituyó el tercer estudio, donde se evaluaron los efectos del EA en el consumo de cocaína mediante el paradigma de autoadministración intravenosa. Los resultados mostraron efectos de sexo y de tratamiento, de forma que las hembras se autoadministraron más cocaína que los machos, y el EA aumentó la autoadministración en machos y hembras de forma diferencial. Así, el EA afectó predominantemente a las hembras, quienes aumentaron la conducta de búsqueda de cocaína realizando un número mayor de respuestas en la palanca asociada a la droga. En conjunto, los resultados del presente trabajo indican que el tratamiento de EA produce efectos diferenciales en machos y hembras en función de las tareas evaluadas.

Environmental Enrichment (EE) increases stimulation and provides richer sensory, cognitive and motor stimulation through the interaction with the social and fisical environment and produces a wide range of neuroanatomical, neurochemical and behavioral effects in several animal species. Various studies have shown that EE increases brain weight and thickness, dendritic branching and length and also increases hippocampal neurogenesis and survival of newly generated neurons. With regard to cognitive function, it has been consistently shown that EE improved spatial learning in several tasks. But the results obtained from the experiments measuring the effects of EE treatment have been done mainly with male rats, though some results clearly showed sex differences in response to EE. Furthermore, a surge of findings from animals and humans have shown sex differences in several psychopathologies, as depression, esquizofrenia and drug addiction. The aim of the present thesis was to study sex differential effects of EE in Sprague-Dawley rats in tasks that measure social exploration and memory, emotional reactivity, sensoriomotor gating, spatial learning and drug addiction. The work has been divided in 2 experimental blocks: after weaning, rats were housed in groups of 9 -12 in enriched cages during 8 or 12 weeks, were the spatial configuration and objects were changed frequently. Control rats were housed in groups (2-3 animals) in standard cages. In the first experimental work we did two studies, where we studied social exploration in the Social discrimination test; emotional reactivity in the Elevated plus maze, Acoustic startle response and responsiveness of the hypothalamic-pituitay-adrenal (HPA) axis in response to the Hole board test; we measured attentional mechanisms through the prepulse inhibition paradigm; and spatial learning in the Hebb-Williams maze. The main results indicated that enriched animals appeared less emotional since they increase open arm activity, they showed more exploratory behavior in the hole board and less HPA reactivity than controls. EE showed a significant reduction of prepulse inhibition compared to control rats, in contrast with the improvement showed by the enriched rats in the Hebb-Williams maze. Furthermore, the EE effects in the patterns of social investigation were sex dependent, and EE treatment increased exploratory behavior and social discrimination in males and decreased social discrimination in females. In the second experimental block we performed the third study, where we evaluated the effects of EE on cocaine consumption by means of the intravenous self-administration paradigm. The results showed sex and treatment effects, females were more sensitivity to cocaine as shown by the greater amount of cocaine intake. EE increased self- administration in both male and female rats, but females were more affected than males as showed by the higher levels of infusions and the increase in the responses in the active lever. The results of the present thesis indicate that EE treatment produce differential effects in male and female rats in a task dependent manner.