Dependencias tróficas y sinápticas del sistema oculomotor

Resumen

Las motoneuronas del recto medial presentes en el núcleo motor ocular común (NMOC) reciben dos entradas pontinas principales: las neuronas internucleares del núcleo motor ocular externo (NMOE), cuyos axones discurren por el fascículo longitudinal medial (FLM), y las neuronas del núcleo vestibular lateral (NVL), cuyos axones proyectan a través del tracto ascendente de Deiters (TAD). Las neuronas internucleares del NMOE son responsables de la conjugación de la mirada en el plano horizontal, mientras que el NVL provee a las motoneuronas del recto medial con señal de velocidad de la cabeza. En el presente proyecto se ha estudiado el efecto de la pérdida selectiva de aferencias sobre los movimientos oculares y las propiedades de disparo de las motoneuronas que inervan al recto medial en el gato adulto. Así, se realizaron registros extracelulares de las neuronas motoras tras la sección unilateral del FLM o del TAD, y se hicieron análisis comparativos de sus propiedades de disparo. A corto plazo, ambas lesiones produjeron efectos similares, con cambios más severos tras la sección del FLM, apuntando a un rol más relevante de este fascículo sobre el disparo de las motoneuronas del recto medial. A largo plazo tras la lesión, los registros electrofisiológicos revelaron diferencias entre ambas lesiones. Así, los efectos de la sección del FLM fueron permanentes, mientras que los animales con el TAD seccionado mostraron una recuperación completa de los parámetros analizados, lo que permitió postular mecanismos de compensación que se desencadenarían tras la sección del TAD. En línea con esta hipótesis, estudios morfológicos mostraron que 2 meses tras la lesión del TAD, hubo un incremento en la cobertura sináptica somática de las motoneuronas en comparación con los datos obtenidos a corto plazo. Por otra parte, un análisis del curso temporal a corto plazo de los terminales sinápticos tras la deaferentación selectiva en la rata adulta, reveló que tras la sección del TAD se produjo una bajada en la cobertura sináptica somática 48 horas tras la lesión, que se recuperó 48 horas después, en concordancia con los resultados obtenidos en el gato y mostrando una reinervación compensatoria tras la eliminación de la entrada vestibular, que no se observó tras la eliminación de la proyección procedente del NMOE. Estos ajustes plásticos pudieron estar mediados por neurotrofinas, cuya presencia aumentó a corto plazo en el soma de las motoneuronas deaferentadas, pudiendo regular así la expresión de ciertas proteínas de crecimiento axonal, como la proteína asociada al crecimiento axonal de 43 kDa (GAP-43), que también se vio incrementada a corto plazo. De los resultados obtenidos se concluye que las motoneuronas oculomotoras deaferentadas mantienen una dependencia con los factores neurotróficos. Finalmente, se caracterizó mediante inmunocitoquímica y Western blot la presencia de neurotrofinas en el sistema motor ocular, resistente a la degeneración motoneuronal mediada por la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), comparándolo con otros sistemas motores craneales, que sufren neurodegeneración. Se demostró una mayor presencia de neurotrofinas tanto en los músculos como en los núcleos del sistema oculomotor, en comparación con los sistemas facial y lingual. Por tanto, se concluye que diferencias en el aporte trófico entre el sistema oculomotor y otros sistemas motores craneales están relacionadas con la particular resistencia de las motoneuronas extraoculares a la neurodegeneración.