Efectos del estrés sobre la ingesta de alimento y su regulación por mecanismos neuroendocrinos y metabólicos en peces teleósteos

Resum

Una respuesta comportamental genérica al estrés en peces es la reducción de la ingesta. Se ha demostrado que varios tipos de agentes estresantes medioambientales, sociales, patológicos o físicos inhiben la ingesta y coartan el crecimiento en varias especies de peces. Actualmente se acepta que la ingesta de alimento está bajo el control de un sistema central que integra la acción de numerosos neuropéptidos y monoaminas con carácter orexigénico y anorexigénico. Por otro lado, se tiene conocimiento de que en la regulación de la actividad alimenticia en los peces participan factores relacionados con la homeostasis energética, entre los que destacan los niveles de nutrientes. En trabajos previos en la trucha arco iris se ha demostrado la existencia de mecanismos glucosensores a nivel central y periférico cuya actividad es capaz de influir de forma importante en la cantidad de alimento ingerido por el pez. No obstante, no existe información sobre como el estrés podría modificar la capacidad glucosensora y la expresión de neuropéptidos y con ello, modular los circuitos neuronales implicados en el control de la ingesta. Los sistemas cerebrales de regulación de la ingesta, fundamentalmente hipotalámicos, adquieren información ambiental suministrada por osciladores circadianos sincronizados por el ciclo de luz/oscuridad y por el propio horario de alimentación, lo que permite la integración temporal de la regulación homeostática de la ingesta. La melatonina, neurohormona sintetizada en la glándula pineal, la retina y el tracto gastrointestinal de los peces, es una molécula clave del sistema circadiano. Además, en vertebrados hay evidencias de que esta hormona podría ejercer una acción anti-estresante y con efectos secundarios sobre la actividad alimenticia, pero poco se conoce de esta capacidad de la melatonina en los peces. En base a ello, la presente tesis tiene como objetivo general evaluar el efecto del estrés sobre los mecanismos neuroendocrinos y metabólicos que regulan la ingesta en peces teleósteos, usando como modelo la trucha arco iris. Para ello se han desarrollado una serie de trabajos experimentales en los que se ha evaluado el efecto del estrés sobre los sistemas glucosensores centrales y periféricos descritos en trucha arco iris y sobre la expresión de neuropéptidos orexigénicos (NPY) y anorexigénicos (CART, POMC y CRF). Se ha evaluado también la interacción de la melatonina sobre estos sistemas y su implicación en el control de la alimentación, así como también su posible papel anti-estrés en peces. Los resultados de esta tesis nos muestran evidencias de que el estrés produce una desregulación de los sistemas glucosensores tanto centrales como periféricos en la trucha arco iris, lo que les impide responder a los cambios en los niveles de glucosa circulante. Además esto lleva a que bajo una situación de estrés, el animal no pueda regular adecuadamente la ingesta en base a los cambios producidos en los niveles de glucemia. Los cambios producidos en la ingesta debido a variaciones en los niveles de glucosa están relacionados con cambios en la expresión de neuropéptidos orexigénicos y anorexigénicos, sobre todo en condiciones de hiperglucemia. Además, el estrés altera esta respuesta de los neuropéptidos, lo que indica que la desregulación de la ingesta por cambios en la glucosa durante el estrés se podría deber a esta alteración. El CRF podría ser uno de los agentes a través de los cuales el estrés está desregulando la respuesta de los sistemas glucosensores centrales y su reflejo en la ingesta, ya que su tratamiento produce cambios sobre los parámetros glucosensores similares a los vistos en situaciones de estrés y también altera la respuesta a cambios en la glucemia de los neuropéptidos implicados en la regulación del apetito. También mostramos evidencias de que la síntesis y liberación de cortisol en presencia de ACTH por el riñón anterior de la trucha depende de los niveles circulantes de glucosa, de modo que en condiciones de hiperglucemia se sintetiza más cortisol. El efecto anti-estrés de la melatonina parece no estar relacionado con su interacción sobre el sistema glucosensor central, ya que los efectos de la hormona sobre los parámetros glucosensores van en la misma dirección que los que promueve el CRF. Más bien parece que el papel fisiológico de la Mel sobre los sistemas glucosensores estaría relacionado solo a nivel hepático con la modulación de los cambios diarios en la respuesta glucosensora, lo cual podría estar relacionado a su vez con los mecanismos involucrados en el control rítmico de la ingesta y la utilización de nutrientes. Los posibles efectos anti-estrés de la Mel parecen depender de la activación del eje HPI y de la interacción de esta hormona con sistemas de neurotransmisores como el serotoninérgico y dopaminérgico, suprimiendo el efecto que produce su activación durante situaciones de estrés. A modo de conclusión general, los resultados de la presente Tesis Doctoral ponen de manifiesto algunos de los mecanismos a través de los que el estrés interactúa con el control metabólico y neuroendocrino de la ingesta de alimento en la trucha arco iris como modelo de pez teleósteo.