La actividad de la proteína quinasa m ζ se requiere para la ejecución de las conductas motivadas en el area del tegmento ventral
Type
Tesis DoctoradoAuthor
Ibáñez-Hormazábal, María RaquelAbstract
El Área del tegmento ventral (VTA) es una zona central en el sistema neuronal, llamado
circuito de la motivación, que controla las respuestas de refuerzo a los estímulos naturales
(tales como alimento) y a las drogas de abuso. El circuito de la motivación esta formado por
VTA, Núcleo Accumbens y Corteza Pre-frontal, entre otras áreas.
Se ha descrito que la activación de VTA induce una liberación de dopamina (DA) en los
terminales presentes en Núc...
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El Área del tegmento ventral (VTA) es una zona central en el sistema neuronal, llamado
circuito de la motivación, que controla las respuestas de refuerzo a los estímulos naturales
(tales como alimento) y a las drogas de abuso. El circuito de la motivación esta formado por
VTA, Núcleo Accumbens y Corteza Pre-frontal, entre otras áreas.
Se ha descrito que la activación de VTA induce una liberación de dopamina (DA) en los
terminales presentes en Núcleo Accumbens y en otras áreas cerebrales. Esta liberación de DA
ha sido altamente asociada al procesamiento de las recompensas.
Todas las drogas de abuso activan, directa o indirectamente, las neuronas dopaminérgicas
del VTA. Se ha descrito que esta activación genera cambios plásticos en el circuito. Estos
cambios serían los responsables de generar las modificaciones del comportamiento inducidas
por las drogas de abuso. Y además, serian necesarios para la repetición de la conducta en el
tiempo. Se ha demostrado que los recompensantes naturales y las drogas de abuso inducen una
potenciación a largo plazo en las neuronas dopaminérgicas del VTA.
Se ha sugerido que existe un mecanismo molecular común en la potenciación a largo
plazo. Varios estudios, en diversas áreas cerebrales, han demostrado que la Proteína Quinasa
M ζ (PKMζ) es a la vez, necesaria y suficiente, para la mantención de la potenciación y de las
memorias asociativas a largo plazo. PKMζ pertenece a la super familia PKC, que corresponden a quinasas del tipo serina y
treonina. PKMζ se expresa a partir de un promotor interno localizado en el intrón 4 del gene
de PKCζ. Debido a esto, PKMζ y PKCζ son idénticas en su subunidad catalítica. PKCζ
presenta un dominio regulatorio de autoinhibición que se libera de manera regulada, en
cambio PKMζ, al carecer de dominio regulatorio se encuentra constitutivamente activa.
Ambas isoformas requieren, para su actividad completa, la fosforilación en un residuo de
treonina. Esta fosforlación la realiza la enzima PDK-1
En este trabajo se investigó el papel de PKMζ en la memoria asociativa inducida por
recompensantes, tanto naturales como droga de abuso. La memoria asociativa se evaluó
midiendo la conducta inducida por recompensantes. Para ello, se utilizó ratas entrenadas con
anfetamina, utilizando el paradigma de preferencia de lugar condicionado, y ratas entrenadas
con comida, en un paradigma de autoadministración. En primer lugar, encontramos que el
entrenamiento con anfetamina indujo un aumento en la fosforilación de PKMζ, sin generar
cambios en los niveles de expresión, ni del mensajero ni de la proteína. La observación del
aumento en la fosforilación de PKMζ sugiere un aumento en su actividad inducida por el
tratamiento con anfetamina.
Para poder demostrar si la actividad PKMζ está involucrada en la conducta de búsqueda
de recompensa decidimos inhibir PKMζ directamente en VTA. El comportamiento tipo
adictivo se midió como el tiempo que la rata pasa en el compartimento asociado a la
anfetamina y la búsqueda de alimento se midió como el número de veces que se aprieta la
palanca activa. Mediante la realización de los experimentos en ambos paradigmas, se encontró que una sola inyección intra-VTA del inhibidor de PKMζ, disminuyó la búsqueda por el
recompensante, independiente de la naturaleza de este y del tipo de entrenamiento.
A diferencia de lo encontrado en otras áreas cerebrales, el efecto sobre la conducta de la
inhibición de PKMζ en VTA es reversible. Este resultado junto con la observación de que
obtenemos una disminución en la búsqueda incluso en ratas abstinentes, con el mismo patrón
de recuperación de la conducta, nos llevó a proponer que en VTA, la actividad de PKMζ no
esta relacionada a la memoria sino mas bien, esta involucrada al funcionamiento fisiológico
del VTA. Para probar esta nueva hipótesis, se realizó la determinación de los niveles
extracelulares de DA en Núcleo accumbens en ratas que se encuentran realizando el
paradigma conductual. Nuestros resultados muestran una disminución en los niveles
extracelulares de DA después de la inhibición PKMζ. Por lo que la actividad de PKMζ sería
requerida para la activación de VTA en respuesta a la presentación de claves asociadas con el
recompensante. Con estos resultados se sugiere una nueva función de PKMζ en VTA. PKMζ
controlaría los niveles extracelulares de DA en la búsqueda de recompensa, planteando a
PKMζ como un nuevo regulador de la actividad de VTA.
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Date de publicación
2015Academic guide
Gysling-Caselli, Katia
Academic degree
Doctor en Ciencias Mención en Biología Celular y Molecular