Study of the long-lasting effects of ethanol consumption during adolescence on cannabinoid type 1 receptor-dependent synaptic transmission and plasticity in dentate gyrus synapses

Resumen

El consumo excesivo de alcohol, especialmente durante la adolescencia, es una preocupación generalizada de salud pública. Investigaciones en la última década han puesto de manifiesto que el consumo de etanol (EtOH) y el sistema endocannabinoide (eCB) interactúan recíprocamente para modificar la actividad y el comportamiento neuronal. Sin embargo, el impacto duradero de la ingesta de EtOH durante la adolescencia, en la localización y función del receptor Cannabinoide Tipo I (CB1) en el cerebro adulto y, en última instancia, en el comportamiento neurológico, sigue siendo desconocido. En este estudio de doctorado, se usaron ratones C57BL / 6J machos adultos para investigar la localización y la función del receptor CB1 en las sinapsis del trayecto perforante medial excitador (MPP) en la capa molecular dentada del hipocampo. Nos enfocamos en estas sinapsis porque: primero, integran el circuito tri-sináptico excitatorio del hipocampo involucrado en el aprendizaje y la memoria; segundo, las sinapsis MPP muestran una alta eficiencia en la activación neuronal; y tercero, pero no menos importante, la ingesta persistente de EtOH durante la adolescencia daña la corteza entorrinal y la circunvolución dentada y afecta la transmisión sináptica y la plasticidad. En particular, se estudió la implicación de los receptores CB1 y el sistema eCB en la depresión a largo plazo de las sinapsis de células excitadoras de la MPP (CB1-eLTD), un tipo concreto de plasticidad sináptica. Luego, las consecuencias de la ingesta de EtOH adolescente en la transmisión y plasticidad sináptica de MPP se examinaron en la edad adulta después de la exposición de ratones C57BL / 6J machos adolescentes (día postnatal 32) a un consumo excesivo de alcohol de 4 días durante un período de 4 semanas (desde el día postnatal 32 hasta el 56) seguido de dos semanas de abstinencia de EtOH. Para alcanzar los objetivos propuestos, llevamos a cabo un enfoque experimental multidisciplinario basado en electrofisiología, inmunohistoquímica, comportamiento y técnicas de biología molecular. Los principales resultados de la Tesis Doctoral son: En primer lugar, la estimulación de baja frecuencia (10 min, 10 Hz) de la MPP desencadena CB1-eLTD en las sinapsis MPP. Este fenómeno de plasticidad es dependiente de los receptores de glutamato, en concreto de los receptores metabotrópicos del grupo I (mGluR), además requiere afluencia de calcio intracelular y síntesis de 2-araquidonoil-glicerol (2-AG). En segundo lugar, CB1-eLTD en las sinapsis MPP está ausente en ratones adultos después del consumo adolescente de EtOH. Además, la activación del receptor CB1 inhibe los potenciales postsinápticos excitatorios de campo (fEPSPs) evocados después de la estimulación de MPP en simulaciones adultas, pero no en ratones expuestos al EtOH. En tercer lugar, la ingesta de EtOH en adolescentes reduce significativamente la expresión del receptor CB1 en terminales sinápticos excitadores localizados en la zona de terminación MPP dentada, disminuye la unión basal [35S] guanosina-5 * -O- (3-tiotrifosfato) ([35S] GTP¿S) y la expresión de la subunidad G¿i2 y aumenta significativamente el ARNm y la proteína monoacilglicerol lipasa (MAGL) en el hipocampo adulto. En cuarto lugar, los ratones expuestos a EtOH muestran una memoria de reconocimiento, memoria espacial y memoria asociativa significativamente inferiores, así como una reducción significativa en la coordinación motora y el equilibrio después de dos semanas de la última sesión de EtOH. Sin embargo, no se detectan comportamientos de ansiedad o depresivos permanentes significativos. En quinto lugar, el aumento de 2-AG endógeno por el inhibidor de MAGL JZL184 rescata la CB1-eLTD y revierte la pérdida significativa de memoria de reconocimiento observada en ratones tratados con EtOH. En conclusión, el consumo excesivo de alcohol en adolescentes conduce a déficits en la transmisión excitatoria dependiente del receptor CB1 y la plasticidad en las sinapsis de células granulares de la vía perforante medial que se correlacionan con la pérdida de memoria y la alteración motora en ratones adultos. Además, tanto la CB1-eLTD como la memoria pueden recuperarse en ratones EtOH al aumentar los niveles endógenos de 2-AG.