Alteraciones en el acoplamiento estímulo-secreción relacionadas con el envejecimiento en un modelo murino de senescencia acelerada SAMP8

Résumé

Esta Tesis Doctoral, ha tenido como principal objetivo el estudio de las posibles alteraciones que acontecen en el acoplamiento estímulo-secreción durante el envejecimiento, utilizando los ratones SAMP8 (presentan una senescencia acelerada) y los ratones SAMR1 como controles (presentan una senescencia normal). Para este estudio, hemos utilizado como modelo neurosecretor la célula cromafín de la médula adrenal de los ratones de ambas cepas a los 2, 6 y 12 meses. Para analizar los mecanismos implicados en este acoplamiento estímulo-secreción durante el envejecimiento, hemos utilizado las técnicas electrofisiológicas de “patch-clamp” y amperometría desgranando así el comportamiento eléctrico y químico de dicho proceso. Mediante la técnica de “western blot” hemos analizado los posibles cambios en las proteínas implicadas en la exocitosis. Además, valiéndonos del laberinto en Y, hemos evaluado el nivel de memoria y aprendizaje espacial de los ratones en cuestión. Hemos encontrado déficits en el aprendizaje y la memoria espacial de los ratones SAMP8 a los 6 y 12 meses. Se ha observado un aumento de la ICa, la INa y la IK(Ca) durante el envejecimiento, ocurriendo a los 6 y 12 meses en los ratones SAMP8, pero también en los ratones SAMR1 a los 12 meses. El aumento de las corrientes viene acompañado de un incremento en el número de vesículas liberadas y, por ende, en la cantidad de neurotransmisor tras la estimulación con alto K+. Sin embargo, tras la estimulación con ACh no se observan estos cambios, manteniéndose una secreción estable a lo largo de la edad. La liberación del neurotransmisor ocurre de manera más lenta y con la misma carga cuantal durante el envejecimiento de ambas cepas, tanto a través del estímulo de alto K+ como el de ACh. Durante el envejecimiento se produce una hipoexcitabilidad de la célula cromafin en reposo caracterizada por una hiperpolarización del Vm y un menor disparo de potenciales de acción. Los potenciales de acción generados espontáneamente o provocados por un estímulo en la célula cromafin son de mayor amplitud, de mayor anchura y con una post-hiperpolarización mayor a lo largo de la edad, ocurriendo primero en los ratones SAMP8 a los 6 y 12 meses y posteriormente en los SAMR1 a los 12 meses. Esto, origina un mayor intervalo entre potenciales de acción y una disminución de la frecuencia de disparo ante un estímulo despolarizante. También se produce una hiperpolarización del potencial umbral de disparo. La despolarización del Vm producida por la ACh disminuye a los 6 y 12 meses en los ratones SAMP8 y a los 12 meses en los SAMR1, generándose a la vez un aumento en el número de potenciales de acción. La despolarización producida por alto K+ no sufre variaciones durante el envejecimiento. No se han encontrado diferencias relevantes en la expresión de proteínas totales implicadas en la exocitosis (SNAP-25, sintaxina 1, dinamina 1-2, sinaptotagmina 1) ni en el hipocampo ni en la corteza cerebral de los ratones SAMP8 y SAMR1. Se han detectado niveles elevados de la proteína tau fosforilada en el hipocampo de los ratones SAMP8 a los 12 meses. Aunando estos hallazgos, podríamos inferir que durante el envejecimiento se produce una hipoexcitabilidad de las células cromafines (que se observa más precozmente en el modelo de senescencia acelerada SAMP8, en comparación con lo que ocurre en el modelo de envejecimiento “normal” SAMR1), lo que modula la neurotransmisión ante un estímulo estresante. Estas alteraciones que se producen en la célula cromafín adrenomedular podrían corresponder a mecanismos compensatorios que se producen con la edad o, si se producen también a nivel del sistema nervioso central, ser el inicio o la causa de esa situación patológica. Finalmente, las alteraciones relacionadas con el envejecimiento aquí descritas podrían ayudar a esclarecer la delgada línea que separa el envejecimiento y las enfermedades neurodegenerativas.