Estrategias neuroprotectoras frente al deterioro cognitivo asociado a la edad. Estudio comportamental y neuroquímico en rata

Abstract

[spa] Entre las estrategias propuestas para mantener una buena salud mental al alcanzar edades avanzadas, una dieta adecuada, rica en antioxidantes que contrarresten los efectos adversos del envejecimiento debidos al daño oxidativo, así como el fomento del ejercicio y el enriquecimiento socio-cultural, podrían desempeñar un papel clave en el retraso del deterioro cognitivo. El objetivo de este trabajo fue comparar de los efectos neuroprotectores de diversas estrategias dietéticas y conductuales midiendo los cambios cognitivos y neuroquímicos durante el envejecimiento a nivel cerebral en ratas. Se han evaluado los resultados tras los tratamientos crónicos con antioxidantes (resveratrol, α-tocoferol, catequina, poliphenon 60), después de una dieta rica en antioxidantes, tras la aplicación de programas de ejercicio físico y de enriquecimiento ambiental o de estrés crónico moderado impredecible. Se analizaron las capacidades cognitivas y motoras mediante una serie de pruebas comportamentales en animales de distintas edades. Al final de los tratamientos, una vez envejecidos los animales, se analizó la capacidad de síntesis de los neurotransmisores monoaminérgicos (noradrenalina, dopamina y serotonina) implicados en los procesos cognitivos, en hipocampo y estriado. Asimismo, se determinaron los niveles de diversas proteínas (SIRT1, NF-κB y RbAp48/46) asociadas al proceso de envejecimiento. Los resultados muestran cómo el envejecimiento está asociado con un importante deterioro cognitivo, así como con una reducción muy significativa de los neurotransmisores monoaminérgicos en hipocampo y estriado. También va acompañado de un declive en la expresión de SIRT1 y RbAp48/46. Los tratamientos crónicos con antioxidantes, el ejercicio físico y el enriquecimiento ambiental, redujeron significativamente los deterioros de memoria y aprendizaje asociados a la edad. Estas mejoras fueron parejas con la recuperación de las vías noradrenérgica, dopaminérgica y serotonérgica, como consecuencia de una mayor actividad de las enzimas limitantes (TH y TPH), en hipocampo y estriado. El estrés crónico mostró un efecto adverso en la memoria, acompañado por una disminución de la vía serotonérgica. Por otra parte, los antioxidantes y el ejercicio físico recuperaron la expresión de SIRT1 en el hipocampo, no así el enriquecimiento ambiental. No se observó, en ningún caso, modificación de la proteína RbAp48/46. En base a todos estos resultados se puede establecer la importancia de las condiciones de vida saludables para preservar las habilidades cognitivas en la vejez.

[cat] Entre les estratègies proposades per a mantenir una bona salut mental en arribar a edats avançades, una dieta adequada, rica en antioxidants que contraresten els efectes adversos de l’envelliment deguts al dany oxidatiu, així com el foment de l'exercici i l'enriquiment socio-cultural, podrien exercir un paper clau en el retard del deteriorament cognitiu. L'objectiu d'aquest treball va ser comparar els efectes neuroprotectors de diverses estratègies dietètiques i conductuals mesurant els canvis cognitius i neuroquímics durant l'envelliment a nivell cerebral en rates. S'han avaluat els resultats després dels tractaments crònics amb antioxidants (resveratrol, α-tocoferol, catequina, poliphenon 60), després d'una dieta rica en antioxidants, després de l'aplicació de programes d’exercici físic i d'enriquiment ambiental o d'estrès crònic moderat impredictible. Es van analitzar les capacitats cognitives i motores mitjançant una sèrie de proves comportamentals en animals de diferents edats. A la fi dels tractaments, un cop envellits els animals, es va analitzar la capacitat de síntesi dels neurotransmissors monoaminèrgics (noradrenalina, dopamina i serotonina) implicats en els processos cognitius, en hipocamp i estriat. Així mateix, es van determinar els nivells de diverses proteïnes (SIRT1, NF-κB i RbAp48/46) associades al procés de l'envelliment. Els resultats mostren com l'envelliment està associat amb un important deteriorament cognitiu, així com una reducció molt significativa dels neurotransmissors monoaminèrgics en hipocamp i estriat. També va acompanyat d'un declivi en l'expressió de SIRT1 i RbAp48/46. Els tractaments crònics amb antioxidants, l'exercici físic i l'enriquiment ambiental, van reduir significativament els deterioraments de memòria i aprenentatge associats a l'edat. Aquestes millores van ser parelles amb la recuperació de les vies noradrenèrgica, dopaminèrgica i serotonèrgica, com a conseqüència d'una major activitat dels enzims limitants (TH i TPH), en hipocamp i estriat. L'estrès crònic va mostrar un efecte advers en la memòria, acompanyat per una disminució de la via serotonèrgica. D'altra banda, els antioxidants i l'exercici físic van recuperar l'expressió de SIRT1 en l'hipocamp, no així l'enriquiment ambiental. No es va observar, en cap cas, modificació de la proteïna RbAp48/46. En base a tots aquests resultats es pot establir la importància de les condicions de vida saludables per a preservar les habilitats cognitives en la vellesa.

[eng] Among the strategies proposed to maintain good mental health in old age, an adequate diet, rich in antioxidants that counteract the adverse effects of aging due to oxidative damage, as well as the promotion of exercise and socio-cultural enrichment, could play a key role in delaying cognitive decline. The aim of this work was to compare the neuroprotective effects of different dietary and behavioral strategies by measuring cognitive and neurochemical changes during aging at the brain level in rats. The results have been evaluated after chronic treatments with antioxidants (resveratrol, α-tocopherol, catechin, polyphenon 60), after a diet rich in antioxidants, after the application of physical exercise and environmental enrichment programs or unpredictable moderate chronic stress. Cognitive and motor abilities were analyzed through a series of behavioral tests in animals of different ages. At the end of the treatments, once the animals were aged, it was analyzed the capacity of synthesis of the monoaminergic neurotransmitters (noradrenaline, dopamine and serotonin) involved in the cognitive processes, in hippocampus and striatum. Likewise, it was determined the levels of various proteins (SIRT1, NF-κB and RbAp48/46) associated with the aging process. The results show how aging is associated with an important cognitive deterioration, as well as with a very significant reduction in monoaminergic neurotransmitters in hippocampus and striatum. It is also accompanied by a decline in the expression of SIRT1 and RbAp48/46. Chronic treatments with antioxidants, physical exercise and environmental enrichment significantly reduced age-associated memory and learning impairments. These improvements were coupled with the recovery of the noradrenergic, dopaminergic and serotonergic pathways, as a consequence of an increased activity of the limiting enzymes (TH and TPH), in hippocampus and striatum. Chronic stress showed an adverse effect on memory, accompanied by a decrease in the serotonergic pathway. On the other hand, antioxidants and physical exercise recovered the expression of SIRT1 in the hippocampus, but not environmental enrichment. No modification of the RbAp48/46 protein was observed in any case. Based on all these results, it is possible to establish the importance of healthy living conditions to preserve cognitive abilities in old age.