Reevaluación de la teoría de la adaptación al estrés crónico repetido como un proceso de habituaciónuna perspectiva neuroendocrina

Resumen

La exposición repetida de los animales a una misma situación estresante suele dar lugar a una reducción de algunas de las respuestas conductuales y fisiológicas frente a la misma situación, fenómeno que se ha denominado adaptación o habituación. El uso de este último término se ha extendido al asumirse que la adaptación al estrés repetido sigue las leyes de la habituación. Las leyes de la habituación indican que la habituación será tanto menor cuanto más intenso el estímulo y tanto mayor cuanto mayor el número de exposiciones y la frecuencia de exposición al mismo. Además, la habituación desaparecerá progresivamente en el tiempo. Las variables biológicas más extensamente estudiadas respecto a la adaptación al estrés repetido son sin lugar a dudas las hormonas circulantes del eje hipotalámico-hipofisario-adrenal (HPA), ACTH y glucocorticoides (cortisol en la mayoría de los mamíferos, costicosterona en roedores). No obstante, por razones metodológicas, la valoración de los niveles de ACTH es mucho más precisa que la de glucocorticoides. Aunque los estudios en los que se demuestra que las hormonas del eje HPA se adaptan tras la exposición repetida al estrés son muy numerosos, en pocos estudios se han estudiado realmente los factores y mecanismos implicados en el proceso de adaptación. En nuestro laboratorio hemos descrito que una sola exposición a una situación estresante es capaz de inducir una reducción de la respuesta del eje HPA a la misma situación estresante (estímulo homotípico), que es específica para el estímulo homotipico, directamente proporcional a la intensidad del estímulo estresante y tiende a potenciarse con el tiempo (proceso de incubación). Hemos denominado a este fenómeno desensibilización homotípica, asumiendo que era un fenómeno distinto de la habituación al estrés crónico repetido. Sin embargo, diversos resultados de nuestro laboratorio nos han llevado a cuestionar que la adaptación del eje HPA al estrés crónico repetido siga realmente las leyes de la habituación y por lo tanto a la posibilidad de que adaptación al estrés repetido y desensibilización homotípica sean en realidad el mismo fenómeno. Los objetivos de la presente tesis han sido definir los factores que regulan la adaptación del eje HPA al estrés repetido y muy específicamente demostrar que la adaptación al estrés crónico no sigue las leyes de la habituación. Para ello hemos trabajado con ratas macho adultas de la cepa Sprague-Dawley y hemos utilizado diversas situaciones estresantes de tipo mixto o de carácter predominantemente emocional, muy especialmente la inmovilización en planchas (IMO), un estímulo estresante de gran intensidad muy bien caracterizado en nuestro laboratorio. En la mayoría de los experimentos se han analizado los niveles plasmáticos de ACTH y corticosterona, pero en uno de ellos se ha estudiado la respuesta del SNC tras una sola exposición o la exposición repetida a la IMO, utilizando la expresión de c-fos como marcador de activación neuronal. Hemos demostrado a lo largo de una amplia serie de experimentos que la adaptación del eje HPA aparece con estímulos estresantes de gran intensidad como la IMO, pero que ciertas componentes físicas de los estímulos estresantes pueden interferir con el proceso de adaptación. Este es el caso del choque eléctrico en las patas, con el cuál hemos observado adaptación del eje HPA con intensidades de choque medianas pero no con intensidades altas de choque. La adaptación a situaciones de estrés como la inmovilización en tubo (RES) y la IMO no parece venir influida por señales específicas o el contexto asociado a la exposición al estrés, pero en cambio la adaptación al nado forzado sí se vio empeorada cuando se cambiaron las características del agua (color) y del tanque conteniendo el agua. Por lo tanto, el contexto sólo parece jugar un papel importante cuando forma parte intrínseca de la situación estresante. En respuesta a un estímulo estresante de gran intensidad como la IMO, una sola exposición a la situación estresante es capaz de reducir la respuesta del eje HPA al mismo estímulo a un nivel similar al de la exposición repetida. Comparando dos estímulos de diferente intensidad como RES e IMO, se puso de manifiesto que se alcanzaba antes una adaptación significativa con la IMO y además la adaptación era más potente con este estímulo. Aunque esporádicamente ha aparecido evidencia de una potenciación de los efectos de una sola IMO a lo largo del tiempo, sugiriendo un proceso de incubación, el fenómeno se observa más claramente con una exposición más corta a la IMO (v.g. 20 min) o con estímulos estresantes de menor intensidad como el nado forzado. No obstante, no podemos descartar como hipótesis alternativa que la exposición al estrés induzca un estado de sensibilización no específica que dura solo unos días y contrarrestaría parcialmente la adaptación específica al estímulo repetido. En cualquier caso, la consolidación de la adaptación a lo largo de los días ha sido corroborada en un experimento cuyo objetivo era estudiar la influencia de la frecuencia de exposición (estudiado dos intervalos entre exposiciones: 24 h o 72 h), utilizando la IMO y la exposición a un tanque con una pequeña cantidad de agua (water contact stress, WC). En contra de lo esperado, la adaptación fue mejor cuando el intervalo fue de 72 h. La comparación de los efectos de la exposición repetida a dos duraciones diarias de IMO (1 vs 3 h) ha puesto de manifiesto que la duración diaria es mucho más importante que el número de días de exposición a la situación para determinar el nivel de adaptación alcanzado, unos resultados que no se ajustan a las teorías del aprendizaje actualmente vigentes. Finalmente, hemos demostrado con la IMO que la reducción de la respuesta del eje HPA persiste 8 semanas después de la última exposición y el mismo resultado de observa en animales con una sola experiencia previa, demostrando la similar eficacia de una o varias exposiciones previas a la IMO y la perdurabilidad del efecto. A pesar del efecto similar a nivel del eje HPA de una sola exposición y de la exposición repetida a la IMO, a nivel de expresión de c-fos en áreas claves del SNC, la reducción de la respuesta es en muchas áreas más intensa con la IMO repetida que con una sola IMO previa, lo que sugeriría que el impacto diferencial de una sola IMO respecto a la IMO repetida dependería de la variable concreto objeto de estudio. Por otro lado, los cambios en expresión de c-fos y en la expresión del gen del CRF en el núcleo paraventricular del hipotálamo no siguen un patrón uniforme, como tampoco reflejan fielmente los cambios en los niveles circulantes de hormonas. En resumen los datos presentados sugieren que la adaptación al estrés repetido no sigue, tal y como se había presumido, las leyes de la habituación y probablemente constituye un fenómeno que no se ajusta a los modelos establecidos de aprendizaje. Nuestra hipótesis es que la adaptación a los estímulos estresantes emocionales refleja la puesta en marcha de una señal de seguridad elaborada en función de la ausencia de una alteración grave de la homeostasis, señal cuya intensidad es proporcional a la duración de la exposición más que al número de exposiciones diarias. Estos resultados deberían sentar las bases para el estudio de los mecanismos neurobiológicos implicados en la adaptación al estrés