Examinan relación entre el olfato y el cerebelo

Por Dioreleytte Valis

Xalapa, Veracruz. 24 de febrero de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- Zuleyma Samaria Hernández Briones es estudiante del Centro de Investigaciones Cerebrales (Cice) de la Universidad Veracruzana, y actualmente desarrolla un proyecto de investigación enfocado en conocer la relación entre el sistema olfativo y la estructura cerebral denominada cerebelo. El objetivo inmediato de este trabajo es poseer mayor información sobre la participación del cerebelo en la integración sensorial, en particular del olfato, y su relación con las emociones y la conducta y, posteriormente, utilizar esta información como indicativo del avance en padecimientos como Parkinson y Alzheimer.

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El proyecto se denomina Análisis de expresión Fos por estimulación olfativa en capa granular y de Purkinje en hemisferios cerebrales de ratas macho durante la adquisición de experiencia en la conducta sexual y forma parte de la línea de investigación Integración de señales olfativas en cerebelo de rata macho, empleada por el doctor Luis Isauro García, catedrático e investigador del Cice.

Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Por qué es importante estudiar la relación entre el sistema olfativo y el cerebelo?

Zuleyma Hernández Briones (ZHB): La importancia radica en la escasa información entre estos. Actualmente sabemos que el cerebelo también está involucrado en el procesamiento de información sensorial pero poco se sabe del papel que juega en la integración del olfato. Estudios realizados en humanos mediante la técnica de resonancia magnética funcional (fMRI, por sus siglas en inglés) revelaron que ante el estímulo olfativo no solo se activaban núcleos corticales relacionados con estados emocionales y memoria, 1 zuleima2402 Zuleyma Hernández Briones.sino también el cerebelo. Por otro lado, se ha descrito que en ciertas patologías que afectan el movimiento (como la ataxia espinocerebelosa) se ve afectado el olfato. Gracias a estudios realizados en nuestro centro, se ha demostrado que la estimulación olfativa en ratas macho genera una respuesta de la actividad celular en el cerebelo, similar a lo reportado en humanos.

AIC: ¿Qué modelo utilizaron para estudiar el estímulo olfativo?

ZHB: Se utilizó la rata macho Wistar como modelo de estudio debido a las características que presenta su sistema olfatorio. Este sistema se encuentra conformado por dos estructuras en el bulbo olfatorio: uno principal y el otro accesorio, el primero se encarga principalmente de la detección de olores relacionados con la alimentación (olores volátiles), y el accesorio, en la detección de feromonas, los pesos moleculares de dichos compuestos son los que determinan el sistema por el que serán detectados.

AIC: ¿Qué técnicas de experimentación utilizaron?

ZHB: Se emplean técnicas conductuales e histológicas. La conducta sexual de la rata macho es ampliamente utilizada y consiste en someter a ratas macho a diferente número de sesiones de entrenamiento con hembras a las cuales se les ha inducido receptividad, el nivel de experiencia es determinado por las variaciones en las latencias de los parámetros evaluados en esta conducta.

La estimulación olfativa es otra de las técnicas usadas y se aplica conforme la rata va adquiriendo la experiencia sexual. Para ello, diseñamos cajas de acrílico especiales para que los sujetos tuvieran la estimulación olfativa, sin interferencia de algún otro tipo de estímulo sensorial. Para poder observar en el microscopio las células que expresan la proteína Fos, se utiliza la técnica de inmunohistoquímica, la cual marca los núcleos celulares e inmunofluorescencia para el marcaje de células inmunorreactivas a Fos y a calbindina.

AIC: ¿Qué es la proteína Fos y por qué es importante como indicador en esta investigación?

ZHB: La proteína Fos codificada por el gen c-fos pertenece a la familia de genes de expresión temprana, actualmente constituye el marcador funcional más ampliamente utilizado en el sistema nervioso central por varias razones: su expresión en condiciones normales es baja, es estimulada en respuesta a multitud de señales extracelulares, es transitoria y de fácil 1 prueba2402 Prueba de inmunohistoquímica para detectar expresión de cFos.detección. Se utiliza en la investigación como indicador de actividad neuronal aunque actualmente se sabe que no solo es expresada por neuronas sino también por células gliales. La calbindina es una proteína reguladora de calcio intracelular y las células de Purkinje son las que tienen mayores concentraciones intracelulares de esta proteína, por lo que es utilizada para marcaje específico de dichas neuronas.

AIC: ¿Qué resultados se obtuvieron en cuanto a la expresión de esta proteína en cada capa del cerebelo y qué indica?

ZHB: Los resultados que hemos obtenido a través de varios proyectos de esta línea de investigación nos han demostrado que efectivamente hay influencia del olfato en la actividad cerebelar, la mayor expresión de Fos se observa en animales sexualmente expertos, en su condición de inexpertos y durante la adquisición de la experiencia los promedios son menores con diferencias estadísticamente significativas en la capa granular de la corteza cerebelar. La estimulación olfativa en animales expertos, capaces de detectar feromonas provenientes del estímulo presentado sin la presencia de una rata hembra, genera en el macho la expectativa de recibir una recompensa, la asociación se ha establecido por la ejecución de diversas sesiones de entrenamiento en la conducta sexual que lo han vuelto experto, es decir, ha aprendido. Las variaciones en los promedios de células inmunorreactivas en capa granular contra capa de Purkinje muestran los procesos conocidos como potenciación y depresión a largo plazo, principios conocidos de aprendizaje.

AIC: ¿Cómo beneficiarían los resultados de este modelo al conocimiento sobre el funcionamiento del organismo humano?

ZHB: Es indispensable conocer las relaciones que existen entre los sistemas sensoriales y las respuestas generadas en estructuras del sistema nervioso central. Esto debido a la diversidad de patologías neurales que, si bien no afectan directamente el sistema olfatorio, podría ser indicativo del grado de deterioro en algunas enfermedades neurodegenerativas como Parkinson y Alzheimer.