Papel de la serotonina en el metabolismo energético cerebral y en el control de la ingesta en la trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss, Walbaum, 1972)

Resumo

En la trucha arco iris la movilización del glucógeno se ha relaciona con estados de alta demanda energética, como el estrés o la hipoglucemia. Considerando que en la trucha arco iris el metabolismo cerebral de la glucosa es más sensible a la hipoglucemia que a la hiperglucemia y que la hipoglucemia tiene una acción mucho más fuerte que la hiperglucemia sobre los niveles cerebrales del glucógeno, en una primera parte del trabajo, se estudió el posible papel de la 5-HT como modulador de los niveles del glucógeno cerebral en la trucha arco iris en diferentes condiciones de glucemia (normoglucemia, hipoglucemia e hiperglucemia). Los resultados demuestran que en el cerebro de la trucha arco iris la 5-HT está implicada en la modulación de la homeostasis metabólica induciendo la activación de la glucogenolisis cerebral. Este efecto glucogenolítico sólo es detectable en condiciones de normo e hipoglucemia, pero no en condiciones de hiperglucemia. Además, en condiciones de normoglucemia, el mecanismo de acción mayoritario de la 5-HT sobre la glucogenolisis está mediado por la activación de la glucógeno fosforilasa. En estas mismas condiciones experimentales también se estudió el efecto de la 5-HT sobre los niveles cerebrales del lactato. Los resultados aportan evidencias de que en condiciones de hipoglucemia, el lactato puede actuar como sustrato energético suplementario para ser usado por las neuronas. Podría existir un mecanismo homólogo a la ANSLH (hipótesis de la lanzadera de lactato astrocito-neurona de mamíferos), pero que sólo operaría bajo condiciones de hipoglucemia. Una vez determinada la acción glucogenolítica de la 5-HT, se estudiaron los posibles receptores implicados en dicho efecto, dado que no existe ningún tipo de estudio sobre este tema en los peces. Los resultados aportan evidencias de que los receptores serotoninérgicos implicados en la acción glucogenolítica de la 5-HT son en orden de potencia de acción: 5-HT1A-like, 5-HT1B-like, 5-HT2B-like y 5-HT2C-like. Teniendo en cuenta, el papel de la 5-HT sobre el metabolismo energético cerebral (movilización de sustratos energéticos), y sabiendo que la 5-HT inhibe la ingesta, se plantea una posible conexión entre los receptores implicados en el metabolismo energético cerebral y los implicados en el control de la ingesta. Por ello en la siguiente serie de experimentos se estudiaron los algunos subtipos de receptores implicados en la acción anorexigénica de la 5-HT. Las conclusiones que se pueden extraer de los resultados indican que esta acción de la 5-HT está mediada por la activación de los receptores 5-HT1A-like y 5-HT2C-like. Por otra parte, la activación del receptor 5-HT1B-like no produce ningún efecto significativo sobre la ingesta, esto indicaría que este subtipo de receptor no está involucrado en los circuitos neuronales de control de la ingesta en la trucha arco iris a diferencia de lo que ocurre en mamíferos. Además, se demuestra que la activación de los receptores 5-HT2B-like parece mediar una respuesta orexigénica. Los datos indican que la acción mediadora del receptor 5-HT2C sobre la ingesta parece estar fuertemente conservada a lo largo de la evolución; lo contrario parece ocurrir con el 5-HT1B cuya función anorexigénica parece encontrarse únicamente en los mamíferos. Los resultados de estos dos bloques (receptores implicados en la regulación del glucógeno cerebral y receptores implicados en la regulación de la ingesta) aportan evidencias de la existencia en el cerebro de peces de receptores del tipo 5-HT1A, 5-HT1B, 5-HT2B y 5-HT2C con características farmacológicas similares a los de mamíferos. En los peces se sabe del papel anorexigénico y orexigénico de la 5-HT y el NPY, respectivamente. Actualmente no hay ningún dato sobre una posible relación entre ambos neurotransmisores en los peces, por lo que finalmente se estudio la posibilidad de que la inhibición de la ingesta inducida por la 5-HT estaría, como mínimo en parte, mediada por su acción sobre la expresión del NPY hipotalámico (neuropéptido presente en los circuitos involucrados en la activación de la ingesta). Los resultados indican que en la trucha arco iris, la acción anorexigénica de la 5-HT no está mediada por la actividad NPY hipotalámica.