Los efectos neurodegenerativos del ciclohexano

Por Amelia Gutiérrez Solís

Colima, Colima. 10 de enero de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- Con el objetivo de conocer los efectos nocivos que provoca en el cerebro el solvente orgánico llamado ciclohexano (CHX), en el Laboratorio de Neurociencias de la Facultad de Psicología de la Universidad de Colima (Ucol), la psicóloga y estudiante del posgrado en ciencias médicas de la Facultad de Medicina de la Ucol Tania Vanessa Campos Ordoñez, asesorada por el doctor en ciencias fisiológicas Óscar Porfirio González Pérez, desarrolla la investigación Efectos del abuso de ciclohexano sobre la citoarquitectura cerebral y sus consecuencias comportamentales.

 

Los resultados de la primera etapa de la investigación, que inició en el 2012, los publicó en el artículo científico Cyclohexane produces behavioral deficits associated with astrogliosis and microglial reactivity in the adult hippocampus mouse brain, de la revista Cellular and Molecular Neurobiology. Además ha expuesto los avances en el congreso internacional Neuroscience en el 2015 y 2016, que organiza la Sociedad de Neurociencias anualmente en Chicago, Washington DC o en San Diego, California, Estados Unidos.

Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Me puede explicar en qué consistió la primera fase de la investigación?

Tania Vanessa Campos Ordoñez (TVCO): Primeramente, durante la licenciatura analizamos en el hipocampo —estructura cerebral encargada de la memoria espacial— de los ratones unas células que cuando se genera un daño en el cerebro se expresan y cambian su morfología. Inicialmente encontramos que estas células que se llaman microglía y astrocitos, después de la exposición al ciclohexano, reaccionan a un efecto que seguramente es nocivo.Tania Vanessa Campos Ordoñez.

En dicho estudio experimental, los ratones que estuvieron expuestos a altas concentraciones de ciclohexano durante 30 días mostraron altos niveles de estrés oxidativo y reactividad glial en el hipocampo, sin afectar su desempeño en la prueba de memoria espacial, comparados con el grupo de ratones en la caja sin ciclohexano que no mostraron ningún signo de daño aparente a nivel conductual.

Actualmente queremos saber qué sucede cuando inhalan dosis altas. Los solventes orgánicos son legales y fáciles de conseguir y aunque existen normas oficiales mexicanas, como la Norma Oficial Mexicana, agentes químicos contaminantes del ambiente laboral–reconocimiento, evaluación y control (NOM-010-STPS-2014), estas están dedicadas a regular la exposición ocupacional. Sin embargo, para la exposición recreativa no hay ningún tipo de reglamento o norma que prohíba inhalar pegamentos, pinturas u otro tipo de sustancias para ese fin.

Estas personas consumen concentraciones muy altas, arriba de seis mil partículas por millón (ppm), pero en casos muy severos pueden llegar a inhalar hasta 30 mil ppm. Incluso existe el síndrome de muerte súbita por inhalación, que es un paro cardiaco a las personas que están inhalando estas sustancias. Nosotros queremos saber qué pasa en estas personas que inhalan durante mucho tiempo concentraciones muy altas de ciclohexano.

Evaluación del daño directo a las neuronas

AIC: ¿En el posgrado en ciencias médicas desarrolla la segunda fase de este trabajo de investigación?

TVCO: Sí, actualmente en la maestría analizo qué sucede en esta región del hipocampo, donde encontramos que había esta actividad glial, pero ahora enfocándonos en las neuronas. Ahora estamos evaluando el daño directo en esta estructura.

En esta parte de la investigación participan los estudiantes de la licenciatura en psicología, Natalia Madrigal Saucedo y David Zárate López, quienes para realizar su tesis llevan a cabo una prueba conductual para observar cómo afecta el ciclohexano la conducta. Lo que hemos visto en un estudio piloto es que efectivamente el ciclohexano sensibiliza a los ratones para que trabajen mucho más por una gota de agua azucarada, lo cual puede estar relacionado con alteraciones en la conducta motivacional.

Esta línea en general aborda los efectos del ciclohexano en el cerebro del ratón, específicamente en las neuronas del hipocampo, además realizamos una prueba conductual para conocer la motivación de los ratones, en colaboración con el doctor Jonathan Buriticá de la Universidad de Guadalajara.

El modelo animal nos ayuda a imitar de cierta manera alguna situación muy particular de lo que pasa en humanos. En estudios experimentales, lo que se hace es tratar de controlar todas las situaciones para poder realizar una casualidad.

Por consideraciones éticas, el uso de modelos animales que imitan el abuso de inhalables en humanos son importantes para evaluar los efectos de sustancias que podrían ser potencialmente dañinas para los seres humanos, en este caso el ciclohexano.

Astrocitos (rojo) en el hipocampo del ratón.Un efecto que se ha visto en los humanos es que las personas que inicialmente consumen solventes orgánicos después se enganchan con drogas más duras.

Por ello se estudia el mecanismo de acción que ejercen estas sustancias sobre el cerebro de personas consumidoras y se intenta descubrir cómo es que ocurren cada uno de los efectos adversos, para eventualmente poder combatirlos. El ciclohexano se ha utilizado en productos industriales como el reemplazo “seguro” de solventes categorizados como dañinos.

Cambios en el microambiente del hipocampo

AIC: ¿Cuáles son los resultados hasta el momento?

TVCO: Evaluamos si las neuronas del hipocampo de los ratones que estuvieron expuestos al ciclohexano mueren por este proceso. Hay dos tipos de muerte general de células, una de ellas puede ser por apoptosis, que es muerte programada genéticamente, ya que las células se autodestruyen por los cambios que puede haber en el microambiente, y la otra es necrosis, que es daño inducido. Inicialmente lo que hemos encontrado es que en el hipocampo mueren las células por apoptosis después de la exposición a ciclohexano. Mientras que en la prueba conductual este solvente orgánico provoca que los ratones sean más sensibles.

El ciclohexano produce cambios en el microambiente del hipocampo, reactividad glial y estrés oxidativo en las neuronas de dicha estructura, es decir, provoca una transformación en las células que están encargadas de combatir el daño en el cerebro. Hay dos tipos de extirpes celulares en el cerebro que son las neuronas y las células gliales, las cuales ayudan a que las neuronas se puedan desarrollar adecuadamente y actúan como un mecanismo de defensa ante los daños para proteger las neuronas.

Estos resultados nos llevaron a inferir que el ciclohexano al ser inhalado se distribuye hasta el hipocampo, donde es capaz de alterar el microambiente celular y provocar estrés oxidativo. Paralelamente encontramos que esta alteración produjo la participación de otras células cerebrales denominadas astrocitos y la microglía, que se encargan de combatir el daño ocasionado por una sustancia neurotóxica.

Descargar fotografías.

Ver texto en pdf.

 

Esta obra cuyo autor es Agencia Informativa Conacyt está bajo una licencia de Reconocimiento 4.0 Internacional de Creative Commons.

---