Mecanismos moleculares y celulares implicados en la respuesta del sistema trigeminal periférico a alteraciones inducidas en la entrada sensorial

Resumen

La plasticidad dependiente de la experiencia sensorial es capaz de producir cambios duraderos en las estructuras cerebrales, tanto a nivel molecular como a nivel anatómico. Mientras que estos cambios se han estudiado de forma extensa en la corteza, se sabe poco sobre la participación de las estructuras periféricas en estos fenómenos plásticos. En este trabajo hemos estudiado la implicación de los aferentes primarios trigeminales en la plasticidad dependiente de entrada sensorial utilizando un modelo de recorte crónico repetido unilateral de las vibrisas y otro de exposición crónica a un ambiente enriquecido, en ratas macho adultas jóvenes. Hemos analizando los cambios morfométricos en las terminaciones axónicas en los núcleos troncoencefálicos tras inyección intraneural de dos trazadores, la subunidad B de la toxina colérica (CTB) y la isolectina B4 (IB4), que marcan respectivamente fibras mielínicas y amielínicas, y los cambios en la expresión de genes y proteínas relacionadas con la neurotransmisión glutamatérgica en el ganglio trigémino, lugar donde residen los somas de estas neuronas. Los resultados muestran que los aferentes primarios mantienen el patrón laminar y regional en sus terminaciones pero en las fibras marcadas con CTB que se distribuyen en todos los núcleos del trigémino se produce un aumento en el número y el tamaño de las varicosidades axónicas tras enriquecimiento ambiental. Cambios similares se observan tras la privación del tacto háptico por recorte de vibrisas, pero sólo en las láminas III-IV del subnúcleo caudal del trigémino. No se detectaron cambios en las fibras marcadas con IB4 tras las manipulaciones sostenidas de la entrada sensorial. En un intento de profundizar en los mecanismos moleculares subyacentes a estos cambios, demostramos la existencia de asimetrías en la expresión de genes codificantes para distintas subunidades de receptores de glutamato y moléculas relacionadas con estos receptores en los animales controles. Estas asimetrías aumentaron tras la exposición de las ratas al ambiente enriquecido mientras que el recorte crónico unilateral de vibrisas en el lado derecho prácticamente eliminó dichas diferencias de lado. Las manipulaciones de la entrada sensorial también produjeron cambios específicos de lado en la expresión proteica de las subunidades de los receptores de glutamato. En resumen, la exposición prolongada a cambios en la entrada de información sensorial sin que se produzcan daños en la vía, induce cambios estructurales en los terminales primarios y modifica la expresión de genes y proteínas relacionados con la neurotransmisión glutamatérgica en el ganglio trigémino, poniendo de manifiesto la importancia de este nodo primario del procesamiento sensorial y su implicación como una de las estructuras más tempranas que participan en la plasticidad sináptica dependiente de la experiencia.