Efecto del enriquecimiento ambiental y melatonina sobre el estrés oxidativo y las alteraciones de memoria inducidos por exposición crónica a tolueno

Abstract

RESUMEN: Las consecuencias asociadas al consumo de drogas se han convertido en un problema grave de salud pública en nuestro país, principalmente en población adolescente. De acuerdo a la última encuesta nacional de adicciones, los inhalables se encuentran en el segundo lugar de consumo en nuestro país. El término inhalable es usado para denotar una sustancia volátil a temperatura ambiente que se usa para la inducción de un estado alterado de la conciencia. Actualmente se ha descrito que el consumo de estas sustancias se lleva a cabo tanto en jóvenes en situación de calle como en población que asiste a la escuela, ya que es de fácil acceso y se tiene baja percepción de riesgo. Así mismo, las sustancias de mayor preferencia por los usuarios presentan un alto contenido de tolueno. Se han realizado diversos estudios que demuestran que la exposición a esta sustancia tiene efectos sobre el sistema nervioso central y periférico. De igual manera se ha señalado que una de las alteraciones más importantes asociadas al consumo de tolueno es la pérdida de la memoria. En trabajos previos de nuestro laboratorio se ha reportado que el tolueno produce deterioro en la memoria y también produce muerte celular; sin embargo se tiene escasa investigación sobre los mecanismos involucrados en ambos efectos. Por otro lado, algunos datos reportados con sustancias inhalables muestran que el estrés oxidativo juega un papel importante dentro de los procesos cognitivos en el consumo de estas sustancias, debido a que se producen especies reactivas causando daño celular. Adicionalmente las evidencias actuales sugieren que el uso del procedimiento preclínico conocido como enriquecimiento ambiental, en modelos animales de la enfermedad de Parkinson, Alzheimer y Huntington, disminuye el daño neuronal y mejora la memoria. Por otro lado en nuestro laboratorio se ha encontrado que el enriquecimiento ambiental reduce el daño causado por muerte celular atribuido a la inhalación de tolueno. En el presente trabajo evaluamos el efecto del tolueno sobre las alteraciones en memoria de ratones expuestos de manera repetida a tolueno, y analizamos el proceso de estrés oxidativo en hipocampo y corteza prefrontal de estos animales. Finalmente comparamos el efecto del enriquecimiento ambiental con la melatonina, un fármaco con potencia antioxidante ampliamente conocido. Los resultados muestran que la exposición crónica a tolueno genera deterioro en la memoria., Además, el tolueno produce un estado de estrés oxidativo en hipocampo y corteza prefrontal de los animales expuestos de manera repetida a esta sustancia. Por otro lado, el enriquecimiento ambiental revirtió el daño en la memoria de los animales previamente tratados con tolueno, llegado incluso a los niveles del grupo control. Finalmente encontramos que el enriquecimiento ambiental presenta capacidad antioxidante, ya que revirtió el daño oxidativo en hipocampo y corteza prefrontal, reduciendo los niveles de ROS y nitritos, incluso con valores cercanos a los producidos por la melatonina. Así mismo el enriquecimiento ambiental tuvo la capacidad de regular el sistema glutatión, que previamente había sido desfavorable en los animales expuestos a tolueno. En conclusión, nuestros experimentos apoyan la idea de que las alteraciones en memoria inducidas por el tolueno pueden estar relacionadas a un proceso de estrés oxidativo. De igual manera, el enriquecimiento ambiental podría revertir las alteraciones en memoria mediante un mecanismo antioxidante. Finalmente, nuestros resultados mostraron que los efectos antioxidantes del enriquecimiento ambiental fueron similares a los encontrados con la melatonina, que es uno de los mejores fármacos antioxidantes. ABSTRACT: The consequences associated to drug abused is a health problem in México, mainly in youngsters. In agreement to the last National Addiction Survey, inhalant stand in the second place of consumption in Mexico City. Inhalants are volatile substances widely used as recreational abuse in street children and also abused by highschool students .The main reason of the abuse for the last population is related to the legality of inhalants and the low perception of risk in its consume. Toluene, the main component in abused inhalants, produces effects in central and peripheral nervous system. One of the most important effects produced by toluene is alterations in memory. Previous studies from our lab have shown that besides the alteration in memory induced by toluene, it also produces cellular death. However, it is unclear the mechanisms involved in both effects. On the other hand, current evidence suggests that environmental enrichment reduces neuronal damage and rescue memory alterations in animal models of Parkinson, Alzheimer´s and Huntington diseases. All together, in the present study toluene’s effect on memory is evaluated. Then, the effect of this substance on oxidative stress in the hippocampus and prefrontal cortex is analyzed. In the second part of this work, the rescue on memory effects and oxidative balance through environmental enrichment is studied. Results showed that chronic toluene exposure induced memory impairment and oxidative stress, in hippocampus and prefrontal cortex. On the other hand environmental enrichment was able to reversed toluene induced memory impairment, while this treatment shown antioxidant capacity similar to that induced by melatonin.