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Resumen
Introducción: la acetilcolina es un neurotransmisor esencial en el
sistema nervioso central, ya que tiene un efecto sobre el sueño,
la memoria y aprendizaje. La Microdiálisis intracerebral es una
técnica quirúrgica in vivoque se usa para medir la concentración
de sustancias en el espacio extracelular.
Material y métodos:las ratas fueron implantadas
estereotáxicamente con una cánula de microdiálisis dirigida al
área preóptica medial hipotalámica y con electrodos bipolares para
obtener registros de sueño simultáneamente con las muestras de
microdiálisis durante 24 horas expuestas al aire limpio seguido por
24 horas de exposición a ozono. Las fracciones de microdiálisis
fueron inyectadas al sistema de cromatografía.
Resultados:los resultados mostraron que el sueño paradójico y
la vigilia disminuyó 54.2% y 27.9% respectivamente, mientras que
el sueño de ondas lentas aumentó 35.1% durante la exposición al
ozono y disminución concomitante de acetilcolina extracelular de
56.2% fue observada durante la fase de luz y oscuridad.
Conclusión:el método quirúrgico empleado usando la
microdiálisis intracerebral y la electroencefalografía permiten
la cuantificación de acetilcolina extracelular y simultáneamente
con los patrones relacionados con el sueño. Proponemos que la
disminución en el sueño paradójico es la expresión conductual de
la alteración de la modulación colinérgica, y que los efectos post
exposición observados en el área preóptica medial hipotalámica
pueden ser explicados en base a la participación del hipotálamo
en el ciclo sueño-vigilia.
Palabras clave:acetilcolina, microdiálisis,cromatografía líquida
de alta resolución, electroencefalografía.
Abstract
Introduction:Acetylcholine is an essential neurotransmitter in the
central nervous system as it has an effect on sleep, memory and
learning. Intracerebral microdialysis is an in vivo surgical technique
that is used to measure the concentration of substances in the
extracellular space.
Methods: The rats were stereotaxically implanted with
microdialysis cannulae guided to the hypothalamic medial preoptic
area and bipolar stainless steel electrodes to obtain sleep records
simultaneously with microdialysis samplings during 24 hours
exposed to clean air followed by 24 hours of exposure to ozone.
Microdialysis fractions were injected into chromatograph system.
Results:Results showed that paradoxical sleep and wakefulness
decreased by 54.2% and 27.9%, respectively, while slow wave
sleep increased by 35.1% during the ozone exposure phase and a
concomitant decrease of extracellular acetylcholine of 56.2% was
observed during the light–dark phase.
Conclusion: That surgical method employed using
electroencephalography and intracerebral microdialysis allows
the quantification of extracellular acetylcholine and simultaneously
with patterns related to sleep. We propose that the decrease in
paradoxical sleep is the behavioral expression of disruptions of
cholinergic modulation and, that post-exposure effects observed
in the hypothalamic medial preoptic area can be explained on the
basis of the hypothalamic role in the sleep–wake cycle.
Key words:Acetylcholine, microdialysis, high-performance liquid
chromatography, electroencephalography.
Cir Cir 2013;81:21-27.
Introducción
La medicina del sueño requiere del conocimiento de la neurobiología para establecer estrategias durante el tratamiento
GHOWUDVWRUQRGHOVXHxRFRPRHOWLSRGHIiUPDFRVTXHGHEHQ
VHU XWLOL]DGRV GHVSXpV GH XQD OHVLyQ FHUHEUDO
6HKDUHSRUWDGRTXHODDGPLQLVWUDFLyQGHIiUPDFRVDQWLGHSUHVLYRV
D ORV SDFLHQWHV FRQ GDxR FHUHEUDO VH OHV UHGXFH HO VXHxR
paradójico.
/RVHVWXGLRVVREUHORVFLUFXLWRVQHXURQDOHV\ODQHXURTXtPLFDGHOVXHxRKDQPRVWUDGRTXHORVVLVWHPDVQHXURTXtPLFRVFRPRHOFROLQpUJLFRSDUWLFLSDHQODYLJLOLD\HO
sueño paradójico.
22 Cirugía y Cirujanos
Alfaro-Rodríguez A et al.
La determinación de los niveles basales de acetilcolina
VLJXHVLHQGRXQGHVDItRSDUDORVQHXURTXtPLFRV\ODVPHGLciones de rutina por lo general requieren la administración
GHXQLQKLELGRUGHODDFHWLOFROLQHVWHUDVDFRPRODQHRVWLJmina.
6HKDQGHVDUUROODGRGLIHUHQWHVPpWRGRVVLPXOWiQHRV
GHFXDQWL¿FDFLyQELRTXtPLFD\HOHFWURHQFHIDORJUi¿FDGHQtro de los cuales se encuentran actualmente la microdiálisis
\ODHOHFWURHQFHIDORJUDItD/DWpFQLFDTXLU~UJLFDGHPLFURGLiOLVLVHVXQPpWRGRTXHQRVSURSRUFLRQDXQLQVWUXPHQWR
GHPHGLFLyQFRQ¿DEOH\PX\VHQVLEOHSDUDODPHGLFLyQGH
neurotransmisores a nivel intracerebral.
3DUDFXDQWL¿FDUVLPXOWiQHDPHQWHODDFWLYLGDGELRTXtPLFD\HOHFWURHQFHIDORJUi¿FDVHGHEHQUHJLVWUDUODViUHDVUHODFLRQDGDVFRQORVHVWDGRVGHYLJLOLD6HKDPRVWUDGRTXH
las estructuras encargadas del mantenimiento del sueño paUDGyMLFRVHHQFXHQWUDQHQHOiUHDGHORVQ~FOHRVWHJPHQWDOHVFROLQpUJLFRVODWHURGRUVDO\SHG~QFXORSRQWLQR
3RURWUR
ODGRVHSURSRQHODKLSyWHVLVGHODLQWHUDFFLyQUHFtSURFD
en donde el tallo cerebral contiene dos poblaciones de neuURQDV-XQDSREODFLyQFROLQpUJLFDTXHHVDFWLYDGXUDQWHHO
VXHxRSDUDGyMLFRDODFXDOVHOHOODPD025RQ\RWUD
SREODFLyQVHURWRQpUJLFDTXHHVGHWLSRLQKLELWRULD\VHOH
FRQRFHFRPR025RII
7DPELpQVHVDEHTXHORVPHFDQLVPRVTXHFRQWULEX\HQDODJHQHUDFLyQGHOVXHxRSDUDGyMLFRVHORFDOL]DQHQHOiUHDSRQWLQDGHOWDOORFHUHEUDO
6HKDPRVWUDGRTXHODVOHVLRQHVSURYRFDGDVHQORVQ~FOHRV
WHJPHQWDO ODWHURGRUVDO \ WHJPHQWDO SHGXQFXORSRQWLQR UHGXFHQODRFXUUHQFLDGHRQGDVSRQWRJHQLFXORRFFLSLWDOHV\HO
sueño paradógico.
El área preóptica medial del hipotálamo juega un papel
LPSRUWDQWH HQ OD UHJXODFLyQ GH GLIHUHQWHV IXQFLRQHV ¿VLROyJLFDV SDUWLFXODUPHQWH HO FRQWURO GHO VXHxR \ OD WHPSHratura cortical.
12
Estas estructuras son innervadas por gran
FDQWLGDG GH SUR\HFFLRQHV KLVWDPLQpUJLFDV
\ VHURWRQpUJLcas
14
SURYHQLHQWHV SULQFLSDOPHQWH GHO Q~FOHR UDIH GRUVDO
$GHPiV HO iUHD SUHySWLFD PHGLDO GHO KLSRWiODPR UHFLEH
DIHUHQFLDVGHORVQ~FOHRVFROLQpUJLFRVGHOSXHQWH
\HVLPSRUWDQWHHQIDWL]DUVXUHODFLyQFRQORVFHQWURVUHJXODGRUHVGH
los ritmos circádicos.
6HKDUHSRUWDGRTXHODOHVLyQGHOiUHDSUHySWLFDPHGLDO
GHOKLSRWiODPRFDXVDDOWHUDFLRQHVHQHOVXHxRGHRQGDVOHQWDV\HQHOVXHxRSDUDGyJLFR
7DPELpQVHKDGHPRVWUDGR
TXHFXDQGRVHLQ\HFWDQWDQWRHOSpSWLGRPXUDPLO
carbaFRO
FRPRODSURVWDJODQGLQD'
2
\(
2
20
dentro del área
preóptica medial del hipotálamo inducen tanto el sueño de
RQGDVOHQWDVFRPRVXHxRSDUDGyMLFR\TXHODHVWLPXODFLyQ
GH UHFHSWRUHV FROLQpUJLFRV HQ HO iUHD VXSUDySWLFD PHGLDO
DIHFWDHOVXHxR\ODWHPSHUDWXUDFRUWLFDO
21
/RVUHVXOWDGRVREWHQLGRVGHORVGLIHUHQWHVHVWXGLRVVREUH
OD JHQHUDFLyQ GHO VXHxR SDUDGyJLFR ¿VLROyJLFR \ FROLQpUJLFDPHQWHLQGXFLGRHVPHGLDGRSRUHOVXEWLSR0
2
de los
UHFHSWRUHVPXVFDUtQLFRVHQODVGLYHUVDViUHDVGHOFHUHEUR
relacionadas con la inducción del sueño (en el sueño de
RQGDVOHQWDV\HQHOVXHxRSDUDGyMLFR
\SXHGHVHUEORTXHDGR SRU XQD PLFURLQ\HFFLyQ ORFDO GH DJRQLVWDV GH ORV
UHFHSWRUHVPXVFDUtQLFRVFRPRODDWURSLQD\ODHVFRSRODPLna.
22
La importancia de estudiar el área preóptica medial del
hipotálamo se basa en la relación que mantiene con los núFOHRVVXSUDTXLDVPiWLFRVHVWUXFWXUDQHUYLRVDHQFDUJDGDGH
OD UHJXODFLyQ WHPSRUDO GH DOJXQDV FRQGXFWDV FLUFiGLFDV
como el ciclo sueño-vigilia.
(QPDPtIHURVORVQ~FOHRV
VXSUDTXLDVPiWLFRVGHOKLSRWiODPRIXQFLRQDQFRPRRVFLODdores circádicos;
ODHYLGHQFLDTXHDSR\DHVWDD¿UPDFLyQ
VHEDVDHQH[SHULPHQWRVGHOHVLyQFHUHEURYDVFXODU
lesión
FRQHVWLPXODFLyQTXtPLFDROHVLyQFRQHVWLPXODFLyQHOpFtrica del núcleos supraquiasmáticos.
(YLGHQFLDV H[SHULPHQWDOHV KDQ PRVWUDGR TXH OD H[SRVLFLyQ DO R]RQR 2
LQGXFH DOWHUDFLRQHV IXQFLRQDOHV GHO
VLVWHPDQHUYLRVRFHQWUDO-FRPRHOFLFORVXHxRYLJLOLD6LQ
HPEDUJRD~QQRVHKDQHYDOXDGRODVSRVLEOHVDOWHUDFLRQHV
observadas en el sueño paradógico de los animales expuesWRVDGLIHUHQWHVFRQFHQWUDFLRQHVGH2
\ODUHODFLyQFRQORV
niveles cerebrales de acetilcolina.
(Q HO SUHVHQWH WUDEDMR UHDOL]DPRV XQD FRUUHODFLyQ ELRTXtPLFD\HOHFWURHQFHIDORJUi¿FDin vivo de la actividad del
VXHxR FRQ ORV QLYHOHV GH DFHWLOFROLQD PHGLDQWH OD WpFQLFD
TXLU~UJLFDGHPLFURGLiOLVLVXWLOL]DQGRDO2
FRPRXQIDFWRUGHYDULDELOLGDGWDQWRGHORVGLIHUHQWHVHVWDGRVGHYLJLOLD
así como de la concentración de acetilcolina extracelular de
UHJLRQHVLQWUDFHUHEUDOHVHVSHFt¿FDVFRPRHOiUHDSUHySWLFD
PHGLDOGHOKLSRWiODPRXWLOL]DQGRQHRVWLJPLQDFRPRLQKLELGRUHVSHFt¿FRGHODFROLQHVWHUDVD
Material y métodos
6H XWLOL]DURQ UDWDV PDFKR GH OD FHSD:LVWDU GH D
JODVFXDOHVIXHURQDQHVWHVLDGDVFRQSHQWREDUELWDOVyGLFR PJNJ GH SHVR
SRU OD YtD LQWUDSHULWRQHDO LS
7UDQVFXUULGRV PLQXWRV GH OD LQ\HFFLyQ GHO IiUPDFR VH
comprobó gradualmente el grado de sensibilidad al comSULPLUHO~OWLPRWHUFLRGHODFRODGHODUDWDRSXQFLRQDQGRORVFRMLQHVSODQWDUHVGHODVH[WUHPLGDGHVKDVWDTXHOD
UDWDDOFDQ]yHOSHULRGRGHDQHVWHVLDTXLU~UJLFD'HVSXpVGH
UDVXUDU\ODYDUHOiUHDGHLQFLVLyQKXHVRIURQWDODOKXHVR
RFFLSLWDO
ODVUDWDVIXHURQPRQWDGDVDOHTXLSRHVWHUHRWi[LFR6WRHOWLQJ&RUS:RRG'DOH,/
\ODWHPSHUDWXUDFRUSRUDOIXHPRQLWRUHDGD\UHJXODGDFRQHOHTXLSRSDUDUDWDV
&0$WHPSHUDWXUHFRQWUROOHU
3RVWHULRUPHQWHVHDSOLFyVROXFLyQDQWLVpSWLFDGH\RGRHQHOiUHDGHLQFLVLyQ\pVWD
VHUHDOL]yFRQXQDKRMDGHELVWXUtGHO1RSDUDREWHQHU
GH XQ VROR FRUWH FUiQHRFDXGDO XQD LQFLVLyQ HQ OD SLHO GH
aFPGHORQJLWXGDQLYHOGHOKXHVRIURQWDODOKXHVRRFFL-
Volumen 81, No. 1, Enero-Febrero 2013 23
Medición de acetilcolina y sueño
SLWDO\XQDYH]H[SXHVWRHOFUiQHRVHPDUFyXQSXQWRVREUH
el cráneo de acuerdo a coordenadas preestablecidas para
HOiUHDSUHySWLFDPHGLDOKLSRWDOiPLFDSRVWHULRUDEUHJPD
$3 -ODWHUDO/ -\GRUVRYHQWUDO'9
VHJ~QHO
DWODVHVWHUHRWi[LFRGH3D[LQRV\:DWVRQ
'HVSXpVGHPDUFDUVREUHHOFUiQHRODVFRRUGHQDGDVVH
UHDOL]yXQWUpSDQRGHaPPGHGLiPHWURFRQXQDSLH]D
GHPDQRHOpFWULFD26$'$;/:
'HVSXpVGHOWUHSDQRSDUDODGHWHUPLQDFLyQGHODDFWLYLGDGGHODDFHWLOFROLQDD
cada animal se le implantó una cánula guía de microdiálisis
LQWUDFHUHEUDO&0$JXLGHFDQQXOD
TXHVHGLULJLyDODV
FRRUGHQDGDVSUHHVWDEOHFLGDVGRUVRYHQWUDO'9
FRQ
UHVSHFWRDEUHJPD)LJXUD
/DJXtDGHPLFURGLiOLVLVIXH
¿MDGDDOFUiQHRFRQDFUtOLFRGHQWDO$GHPiVODVUDWDVIXHURQ
implantadas con un electrodo bipolar de acero inoxidable
HQODFRUWH]DVHQVRULRPRWRUDSDUDHOUHJLVWURHOHFWURHQFHIDORJUi¿FR$VLPLVPRVHFRORFDURQRWURVGRVHOHFWURGRVGH
DFHURLQR[LGDEOHHQORVP~VFXORVGHOFXHOORSDUDUHJLVWUDU
HOHOHFWURPLRJUDPD'HVSXpVODLQFLVLyQUHDOL]DGDIXHVXWXUDGDFRQKLORQRDEVRUELEOHGHQDLORQPRQR¿ODPHQWRGH
FDOLEUHFRQDJXMDFXHUSRHVWULDGRORQJLWXGLQDO6&
GHPPGHGHFtUFXORSXQWDUHYHUVRFRUWDQWH&DEH
PHQFLRQDUTXHGXUDQWHODLQFLVLyQ\ODVXWXUDVHDSOLFyOLGRFDtQDDOFDGDJFRQWLHQHJGHOLGRFDtQDEDVH
FRQDWRPL]DGRUFDGDSXOVDFLyQGHODYiOYXODOLEHUDPJ
)LQDOPHQWHVHDSOLFyIXUD]ROLGRQDFRQDWRPL]DGRUGXUDQWH
GtDVFDGDJFRQWLHQHJGHIXUD]ROLGRQD
'HVSXpV
GHODLQWHUYHQFLyQTXLU~UJLFDODVUDWDVVHGHMDURQUHFXSHUDU
GXUDQWHGtDV/RVDQLPDOHVWXYLHURQOLEUHPRYLPLHQWROLEUHDFFHVRDFRPLGD\DJXDFRQXQSHULRGRGHLOXPLQDFLyQ
GHHOFXDOVHLQLFLRDODVDP'HVSXpVGH
un periodo de habituación a las condiciones arriba descriWDVVHUHDOL]DURQORVUHJLVWURV3DUDHOUHJLVWURELRTXtPLFR
Figura 1.Implantación de los electrodos mediante cirugía estereotáxica
VHOHVLQWURGXMRDODVUDWDVXQDFiQXOD&0$FRPSDWLEOH
con la guía implantada) que tiene una punta de membrana
GHPPGHORQJLWXG\PPGHGLiPHWURSDUDH[WUDHUHO
GLDOL]DGRFRPSXHVWRSRUOtTXLGRFHIDORUUDTXtGHRDUWL¿FLDO
con 10
M de bromuro de neostigmina como inhibidor de la
FROLQHVWHUDVDSDUDHYLWDUODGHJUDGDFLyQGHODDFHWLOFROLQD
VHJ~QHOPpWRGRGH:LOOLDPVHWDO
El muestreo de acetilFROLQDVHUHDOL]yGXUDQWHKRUDV
(O DQiOLVLV GH OD DFHWLOFROLQD VH UHDOL]y SRU OD WpFQLFD
GHPLFURGLiOLVLVDFRSODGDDFURPDWRJUDItDOtTXLGDGHDOWD
UHVROXFLyQ+3/&-$OOWHFK0RGHOR
FRQXQGHWHFWRU HOHFWURTXtPLFR FRXORPpWULFR (6$ 0RGHOR &RXORFKHP ,,,
\ FRQ XQ ORRS GH +l
Las muestras de los
GLDOL]DGRVIXHURQREWHQLGDVHQLQWHUYDORVGHPLQXWRV
HQXQFROHFWRUGHIUDFFLRQHVD �&&0$UHIULJHUDWHG
IUDFWLRQFROOHFWRU
\IXHURQLQ\HFWDGDVDOVLVWHPDPLFURGLiOLVLVDFRSODGDDFURPDWRJUDItDOtTXLGDGHDOWDUHVROXFLyQ
SDUDODGHWHUPLQDFLyQGHDFHWLOFROLQD3DUDODFXDQWL¿FDFLyQGHDFHWLOFROLQDVHXWLOL]DURQGRVFROXPQDVFRQHFWDGDV
HQVHULH-XQDFROXPQDDQDOtWLFDSROLPpULFDODFXDOVHSDUD
FROLQD \ DFHWLOFROLQD HQ GRQGH OD UHWHQFLyQ HV UHJXODGD
SRUIXHU]DLyQLFDODVHJXQGDFROXPQDFRQXQUHDFWRULQPRYLOL]DGRUGHHQ]LPDVHXQHDO¿QDOGHODSULPHUDFROXPQDFROXPQDDQDOtWLFD
/DIDVHPyYLOTXHVHXWLOL]y
FRQVLVWLyGHJGHWULVEDVHJGHSHUFORUDWRGH
VRGLRPOGHVROXFLyQGH.DWKRQ&*DODIRUDGRVFRQ
DJXDGHVLRQL]DGDDXQOLWUR/DVFRQGLFLRQHVGHGHWHFFLyQ
IXHURQODVVLJXLHQWHVFHOGDDQDOtWLFD(6$$
FRQSRWHQFLDOHV P9P9 (\( P9/RV
SLFRVIXHURQDQDOL]DGRVSRUHOSURJUDPD(=&URPYHUVLyQ
FRQXQÀXMRGHWUDEDMRGHPOPLQ3DUDGHWHUPLQDUODVFRQFHQWUDFLRQHVGHDFHWLOFROLQDORVFURPDWRJUDmas de las muestras se interpolaron con cromatogramas
de cinco muestras estándar con concentraciones conocidas
GH DFHWLOFROLQD 6LPXOWiQHDPHQWH DO DQiOLVLV ELRTXtPLFR
VHUHDOL]yHOUHJLVWURGHOHOHFWURHQFHIDORJUDPDSRUPHGLR
GHXQSROtJUDIRPDUFD1LFROHW9LDV\V9LNLQJ4XHVWFRQHO
FXDOVHUHJLVWUyGXUDQWHKRUDVFRQWLQXDV3DUDLQWHJUDU
ORVGLIHUHQWHVHVWDGRVGHYLJLOLDVHXWLOL]yXQGLVSRVLWLYR
0)3(PRG)LJXUD
%DMR DQHVWHVLD JHQHUDO FRQ SHQWREDUELWDO PJNJ GH
SHVR
ODV UDWDV VH SHUIXQGLHURQ SRU YtD LQWUDYHQWULFXODU FRQ
VROXFLyQVDOLQD\EXIIHUIRUPDOLQDS+
DO6HGLVHFDURQORVFHUHEURV\VHUHDOL]DURQFRUWHVFRURQDOHV�P
SDUD
VXSURFHVDPLHQWRSRUPHGLRGHODWpFQLFDGH.O �YHU%DUUHUD
SDUDODFRQ¿UPDFLyQKLVWROyJLFDGHODXELFDFLyQGHODFinula.
/RVUHVXOWDGRVREWHQLGRVHQHOHVWXGLRSROLJUi¿FR\HQ
HOHVWXGLRELRTXtPLFRVHDQDOL]DURQSRUPHGLRGHODSUXHEDGHDQiOLVLVGH³W´GH6WXGHQWSDUDJUXSRVFRUUHODFLRQDGRVHQGRQGHODVLJQL¿FDQFLDHVWDGtVWLFDIXHLJXDORPHQRU
GH
24 Cirugía y Cirujanos
Alfaro-Rodríguez A et al.
Resultados
En un corte cerebral coronal observado con un microscopio
óptico se muestra que la punta de la cánula guía de microdiálisis se encuentra en la parte superior del área preóptica
PHGLDOGHOKLSRWiODPRQ
ORTXHSUXHEDTXHODPHPEUDQDVHPLSHUPHDEOHGHODFiQXODGLDOL]yHQHOiUHDSUHySWLFDPHGLDOGHOKLSRWiODPRFRPRVHLOXVWUDHQOD¿JXUD
(Q FXDQWR D ORV SDWURQHV GH VXHxR \ ORV SDUiPHWURV ELRTXtPLFRVVHFRPSDUDURQHQWUHORVJUXSRVGHH[SRVLFLyQD
KRUDVGHDLUHOLPSLRIUHQWHDKRUDVGHH[SRVLFLyQD
SSPGH2
6HHQFRQWUyXQDGLVPLQXFLyQVLJQL¿FDWLYD
GHOHQODFRQFHQWUDFLyQWRWDOGHDFHWLOFROLQDH[WUDFHOXODUFXDQGRORVDQLPDOHVIXHURQH[SXHVWRVD2
en comSDUDFLyQ FRQ HO FRQWURO )LJXUD
'H OD PLVPD PDQHUD
HQFRQWUDPRV TXH HO WLHPSR WRWDO GH YLJLOLD \ VXHxR SDUDGyMLFR GLPLQX\y VLJQL¿FDWLYDPHQWH \ UHVSHFWLYDPHQWHFXDQGRORVDQLPDOHVIXHURQH[SXHVWRVDO2
FRPSHQVDGRFRQXQDXPHQWRGHOGHVXHxRGHRQGDV
lentas durante las 24 horas de exposición a O
)LJXUD
(QUHODFLyQDODHVWDQGDUL]DFLyQGHODWpFQLFDTXLU~UJLFDGH
PLFURGLiOLVLVHQFRQWUDPRVTXHODWDVDGHUHFXSHUDFLyQGH
Figura 2.Sistema in vivoutilizado para el registro simultáneo de los
GLDOL]DGRV\ODHOHFWUR¿VLRORJtD
Figura 3.Fotomicrografía de un corte coronal que muestra la localización histológica de la cánula de microdiálisis en el área preóptica
medial, en las coordenadas: AP-8.6, L-0.7 y D.V 2.0.
MPO: área preóptica medial; ac: comisura anterior; OX: quiasma óptico; 3V: tercer ventrículo.
Figura 4.Efecto de la exposición al ozono (O3
a 0.5 ppm) sobre la
concentración de la acetilcolina (ACh) dializados en el área preóptica
medial de hipotálamo (MPO) (n = 10).
Cada barra indica media ± S.E.M. Se utilizó la prueba “t” de Student,
\VHPXHVWUDQODVGLIHUHQFLDVVLJQL¿FDWLYDV
p < 0.05) en comparación con el grupo control.
DFHWLOFROLQDSRUODPHPEUDQDGHGLiOLVLVIXHGH �HQ HO iUHD SUHySWLFD PHGLDO GHO KLSRWiODPR FRQVLGHUDGR
como una variabilidad biológica normal del experimento
de microdiálisis in vivo.
La liberación de acetilcolina es
PD\RUHQODHWDSDGHOX]\PHQRUHQHOSHULRGRGHRVFXULGDGHQFRQGLFLRQHVFRQWUROSHUREDMRODH[SRVLFLyQDO2
GLVPLQX\HODOLEHUDFLyQGHDFHWLOFROLQDWDQWRHQHOSHULRGR
GHOX]FRPRHQHOGHRVFXULGDG(OVXHxRSDUDGyMLFRPRVWUy
DXPHQWRVLJQL¿FDWLYRGXUDQWHHOSHULRGRGHOX]\GLVPLQXFLyQHQHOSHULRGRGHRVFXULGDGHQHOUHJLVWURFRQWUROSHUR
se mantuvo disminuido durante las 24 horas de exposición
a O
(OVXHxRSDUDGyMLFR\ODFRQFHQWUDFLyQGHDFHWLOFROLQD
0
10
20
30
40
50
60
70
Control Ozono
pMoles
ACh
Volumen 81, No. 1, Enero-Febrero 2013 25
Medición de acetilcolina y sueño
Figura 5.Se muestra cada parámetro del sueño en ratas expuestas
a Ozono (0.5 ppm), en comparación al grupo control (n = 10).
Las barras muestran la media ± S.E.M. SP: sueño paradójico; SOL:
sueño de ondas lentas; VIG: vigilia. Los resultados se compararon
HVWDGtVWLFDPHQWHPHGLDQWHODSUXHED³W´GH6WXGHQWGRQGHODVLJQL¿-FDQFLDIXHGHp < 0.05.
PRVWUDURQODVGLIHUHQFLDVPiVVLJQL¿FDWLYDVSULQFLSDOPHQWHGXUDQWHODVIDVHVGHOX]\RVFXULGDGGXUDQWHODH[SRVLFLyQ
al O
FRQUHVSHFWRDOFRQWURO&XDGUR,
Discusión
El área preóptica medial del hipotálamo juega un papel importante en el control del sueño-vigilia.
12
Esta estructura
UHFLEHDIHUHQFLDVGHORVQ~FOHRVFROLQpUJLFRVSRQWLQRV
El
VXHxRSDUDGyMLFRHVSURPRYLGRSRUQHXURQDVGHQDWXUDOH]D
FROLQpUJLFDSURYHQLHQWHVGHOSXHQWH
6HKDHQFRQWUDGRTXHHO2
DWPRVIpULFRDIHFWDHOVLVWHPD
nervioso central de los seres humanos
\ORVVtQWRPDVUHSRUWDGRVVRQIDWLJDOHWDUJR\GRORUGHFDEH]D-TXHSRGUtDQ
ser consecuencia de las alteraciones del sueño como se ha
reportado en animales expuestos al O
.
1XHVWURVUHVXOWDdos demuestran que la exposición a O
produce alteración
GHOVXHxRSULQFLSDOPHQWHXQDUHGXFFLyQHQHOWLHPSRWRWDO
GHOVXHxRSDUDGyJLFR\ODDOWHUDFLyQGHODYLJLOLDDVtFRPR
un incremento en el sueño de ondas lentas. El electroenceIDORJUDPDDKRUDVPRVWUyDOWHUDFLyQGHODFRQFHQWUDFLyQ
de acetilcolina en la región preóptica del hipotálamo. El O
IXHHPSOHDGRSDUDLQWHUUXPSLUHOFLFORGHVXHxRYLJLOLD\VH
relacionan estos cambios con los trastornos concomitantes
HQODFRQFHQWUDFLyQGHDFHWLOFROLQDGLDOL]DGDGHOiUHDSUHySWLFDPHGLDOGHOKLSRWiODPR6HREVHUYyXQSDWUyQFLUFDGLDQR
GHODFRQFHQWUDFLyQGHDFHWLOFROLQDHQORVGLDOL]DGRVGHiUHD
SUHySWLFDPHGLDOGHOKLSRWiODPR\WDPELpQHQHOVXHxRSDUDGyMLFRHQHOVXHxRGHRQGDVOHQWDV\ODYLJLOLDGHODVUDWDV
H[SXHVWDVDDLUH¿OWUDGR
/RV UHVXOWDGRV PXHVWUDQ TXH HO PpWRGR GH SHUIXVLyQ
cerebral in vivo PLFURGLiOLVLV
HV XQD WpFQLFD TXLU~UJLFD
que abre la posibilidad de muestrear sustancias del espacio
extracelular de cualquier tejido del cerebro sin removerlo.
&RPRVHGHVFULELySUHYLDPHQWHODFiQXODHVWiFRQVWLWXtGD
GHXQDPHPEUDQDGHGLiOLVLVVHPLSHUPHDEOHTXHSUHVHQWD
XQVLVWHPDFHUUDGRGHSHUIXVLyQFHUHEUDO\SURSRUFLRQDXQ
lavado constante del tejido.
/DWpFQLFDGHPLFURGLiOLVLV\HOXVRGHOVLVWHPDGHPLFURGLiOLVLVDFRSODGDDFURPDWRJUDItDOtTXLGDGHDOWDUHVROXFLyQ
FRQGHWHFFLyQHOHFWURTXtPLFDSURSRUFLRQDQXQPpWRGRFRQ
VHQVLELOLGDGHOHYDGD\ODVHOHFWLYLGDGQHFHVDULDSDUDGHWHFWDUFRQFHQWUDFLRQHVPX\EDMDVGHPRQRDPLQDVHQGyJHQDV
en el espacio cerebral extracelular.
(OPpWRGRGHPLFURGLiOLVLVDFRSODGDDFURPDWRJUDItDOtTXLGDGHDOWDUHVROXFLyQ
tiene un alto grado de versatilidad no encontrado en otros
VLVWHPDVFURPDWRJUi¿FRVSXHVHVXQPpWRGRUiSLGRSDUDHO
DQiOLVLVFRQWtQXR\DTXHSHUPLWHDQDOL]DUYDULDVVXVWDQFLDV
simultáneamente mientras el experimento está en proceso.
Las condiciones experimentales más usadas en microdiáliVLVDFRSODGDDFURPDWRJUDItDOtTXLGDGHDOWDUHVROXFLyQSDUD
ODVHSDUDFLyQGHPRQRDPLQDV\VXVPHWDEROLWRVVRQODIDVH
UHYHUVD\ODGHLQWHUFDPELRLyQLFR
3DUD OD REWHQFLyQ GHO GLDOL]DGR HV QHFHVDULR WHQHU HQ
FXHQWD OD FDSDFLGDG GH OD PHPEUDQD GH GLiOLVLV SDUD OD
WUDQVIHUHQFLDGHVXVWDQFLDVHQWUHHOÀXtGRH[WUDFHOXODU\HO
PHGLR GH SHUIXVLyQ GHELGR D TXH OD SHUPHDELOLGDG GH OD
PLVPDYDUtDGHDFXHUGRDODVGLPHQVLRQHV\SHVRPROHFXODU
DGHPiVGHH[LVWLUXQHTXLOLEULRGH¿QLGRSRUFDPELRVQHWRV
de concentración. La recuperación es menor en condiciones
in vitroque in vivo,\DTXHin vivoel tejido presenta cierta
resistencia al soluto.
En nuestros resultados histológicos observamos que
durante la liberación de acetilcolina in vivo OD LPSODQtación intracerebral de la cánula induce cambios en los
WHMLGRV FLUFXQYHFLQRV GDxR D OD EDUUHUD KHPDWRHQFHIiOLFD\GLVUXSFLyQHQHOPHWDEROLVPRGHODJOXFRVDHOFXDO
VHUHYLHUWHGHVSXpVGHXQRVPLQXWRVXKRUDVGHSHQGLHQGR
GHOGDxRDGHPiVGHJOLRVLVFRQLQÀDPDFLyQGHOWHMLGR
Esta clase de daño es inevitable cuando se lleva a cabo un
LPSODQWH\VHUHÀHMDHQODVDOWDVFRQFHQWUDFLRQHVGHPRQRDPLQDVPHGLGDVHQHOGLDOL]DGRH[WUDtGRLQPHGLDWDPHQWH
GHVSXpVGHLQVHUWDGDODFiQXOD\KDVWDXQDKRUDGHVSXpV
encontramos altas concentraciones de monoaminas en el
GLDOL]DGRGHULYDGDVGHOGDxRTXHVHSURGXFHHQODLPSODQtación de la cánula.
Los resultados del presente estudio sugieren que la disPLQXFLyQHQODIDVHGHVXHxRSDUDGyJLFRODVDOWHUDFLRQHV
HQODYLJLOLD\HQHOVXHxRGHRQGDVOHQWDVWLHQHQXQDFRrrelación con la reducción en los niveles de acetilcolina del
1000
800
600
400
200
0
VIG SOL SP
Minutos
26 Cirugía y Cirujanos
Alfaro-Rodríguez A et al.
área preóptica del hipotálamo. Con base en lo anterior obVHUYDPRVTXHODYLJLOLD\HOVXHxRSDUDGyMLFRVRQORVPiV
VXVFHSWLEOHVDORVHIHFWRVQRFLYRVGHO2
causando alteraFLRQHVGHOPHWDEROLVPRFROLQpUJLFR\SUHVXPLEOHPHQWHSRU
las alteraciones en la regulación del sueño de ondas lentas.
(VWRVKDOOD]JRVSURSRUFLRQDQXQPDUFR~WLOSDUDFRPSUHQGHUORVWUDQVWRUQRVGHOVXHxR\ORVHIHFWRVGHDOJXQDVVXVtancias como el O
HQHOVXHxRYLJLOLD\VXVLPSOLFDFLRQHV
neuroquímicas.
Conclusiones
(O PpWRGR GHVFULWR DTXt SURSRUFLRQD XQD SUHFLVLyQ VX¿-ciente para los estudios neuroquímicos exploratorios que
VH FHQWUDQ HQ ORV QLYHOHV H[WUDFHOXODUHV GH DFHWLOFROLQD
DGHPiVSURSRUFLRQDXQDHVWLPDFLyQGLUHFWD\¿DEOHGHORV
niveles de acetilcolina en cerebro por medio de los diaOL]DGRV HQ HO FHUHEUR GH OD UDWD \ HVWRV D VX YH] VH FRrrelacionaron con los patrones de sueño en un modelo de
alteración del sistema nervisoso central por medio de la
exposición al O
.
Referencias
<DPX\ - )XQJ 6- ;L 0 0RUDOHV )5 &KDVH 0+ +\SRJORVVDO
PRWRQHXURQV DUH SRVWV\QDSWLFDOO\ LQKLELWHG GXULQJ FDUEDFKRO
LQGXFHGUDSLGH\HPRYHPHQWVOHHS1HXURVFLHQFH-
*RPSI +6 0DWKDL & )XOOHU 30 :RRG '$ 3HGHUVHQ 13 6DSHU
&% HW DO /RFXV &HUXOHXV DQG$QWHULRU &LQJXODWH &RUWH[ 6XVWDLQ
:DNHIXOQHVVLQD1RYHO(QYLURQPHQW-1HXURVFL-
/X-*UHFR0$6KLURPDQL36DSHU&%(IIHFWRI/HVLRQVRIWKH
9HQWURODWHUDO3UHRSWLF1XFOHXVRQ15(0DQG5(06OHHS-1HXURVFL
-
,PHUL / 2SS 05 +RZ DQG ZK\
WKH LPPXQH V\VWHP PDNHV XV
VOHHS1DW5HY1HXURVFL-
:LOVRQ6$UJ\URSRXORV6$QWLGHSUHVVDQWVDQG6OHHS$4XDOLWDWLYH
5HYLHZRIWKH/LWHUDWXUH'UXJV-
0DUURVX ) 3RUWDV & 0DVFLD 06 &DVX 0$ )j 0 *LDJKHGGX
0 HW DO 0LFURGLDO\VLV PHDVXUHPHQW RI FRUWLFDO DQG KLSSRFDPSDO
DFHW\OFKROLQHUHOHDVHGXULQJVOHHSZDNHF\FOHLQIUHHO\PRYLQJFDWV
%UDLQ5HV-
3URNDL / =KDULNRYD $' 1HXURSKDUPDFRG\QDPLF HYDOXDWLRQ RI WKH
FHQWUDOO\DFWLYHWK\URWURSLQUHOHDVLQJKRUPRQHDQDORJXH>/HX@75+DQG
LWVFKHPLFDOEUDLQWDUJHWLQJV\VWHP%UDLQ5HV-
=KX<:RQJ36&UHJRU0*LW]HQ-)&RXU\/$.LVVLQJHU37,Q
YLYRPLFURGLDO\VLVDQGUHYHUVHSKDVHLRQSDLUOLTXLGFKURPDWRJUDSK\
WDQGHPPDVVVSHFWURPHWU\IRUWKHGHWHUPLQDWLRQDQGLGHQWL¿FDWLRQ
RIDFHW\OFKROLQHDQGUHODWHGFRPSRXQGVLQUDWEUDLQ5DSLG&RPPXQ
0DVV6SHFWURP-
6HPED.)LELJHU+&$IIHUHQWFRQQHFWLRQVRIWKHODWHURGRUVDODQG
WKHSHGXQFXORSRQWLQHWHJPHQWDOQXFOHLLQWKHUDWDUHWURDQGDQWHUR
JUDGH WUDQVSRUW DQG LQPXQRKLVWRFKHPLFDO VWXG\ - &RPS 1HXURO
-
6WHULDGH00F&DUOH\5:%UDLQ&RQWURORI:DNHIXOQHVVDQG6OHHS
1HZ<RUN3OHQXPS
-RQHV%(3DUDGR[LFDOVOHHSDQGLWVFKHPLFDOVWUXFWXUDOVXEVWUDWHVLQ
WKHEUDLQ1HXURVFLHQFH-
6]\PXVLDN 5 0F*LQW\ ' &RQWURO RI VORZ ZDYH VOHHS E\
WKHUPRUHJXODWRU\PHFKDQLVPV3URJ&OLQ%LRO5HV-
/LQ -6 6DNDL . -RXYHW 0 +\SRWKDODPRSUHRSWLF KLVWDPLQHUJLF
SURMHFWLRQV LQ VOHHSZDNH FRQWURO LQ WKH FDW (XU - 1HXURVFL
-
+RXGRXLQ)&HVSXJOLR5-RXYHW0(IIHFWVLQGXFHGE\HOHFWULFDO
VWLPXODWLRQRIWKHQXFOHXVUDSKHGRUVDOLVXSRQK\SRWKDODPLFUHOHDVH
RIK\GUR[\LQGROHFRPSRXQGVDQGVOHHSSDUDPHWHUVLQWKHUDW%UDLQ
5HV-
.iVD 3 7KH FKROLQHUJLF V\VWHPV LQ EUDLQ DQG VSLQDO FRUG 3URJ
1HXURELRO-
$VDOD6$2NDQR<+RQGD.,QRXp6(IIHFWVRIPHGLDOSUHRSWLF
DUHDOHVLRQVRQVOHHSDQGZDNHIXOQHVVLQXQUHVWUDLQHGUDWV1HXURVFL
/HWW-
*DUFtD$UUDUDV-(3DSSHQKHLPHU-56LWHRIDFWLRQRIVOHHSLQGXFLQJ
PXUDP\OSHSWLGHLVRODWHGIURPKXPDQXULQHPLFURLQMHFWLRQVWXGLHV
LQUDEELWEUDLQV-1HXURSK\VLRO-
Cuadro I.Concentración de acetilcolina y parámetros del sueño (media ± SEM),
registro de 24 horas control y 24 horas con exposición al Ozono (O
3
) (n = 10).
Control 0.5 ppm de O
3
Luz Oscuridad Luz Oscuridad
ACh (pmol) 27.46 ± 4.4 20.09 ± 0.98a
9.81 ± 0.74
a b
10.44 ± 1.04
ab
VIG (min) 46.46 ± 2.45 24.02 ± 1.52a
15.70 ± 0.72
a b
12.00 ± 1.72
abc
SOL (min) 391.00 ± 16.37 234.58 ± 14.35a
401.50 ± 10.87
b
403.30 ± 18.11
b
SP (min) 283.14 ± 16.07 464.70 ± 15.70a
302.80 ± 11.87
b
304.60 ± 16.64
b
ACh: acetilcolina; O3
: ozono; VIG: vigilia; SOL: sueño de ondas lentas; SP: sueño paradójico. Para el análisis
estadístico se aplicó la prueba de Friedman y se utilizó un nivel de probabilidad menor de 0.05.
a
Estadísticamente diferente con respecto a los datos de control de la luz.
b
Estadísticamente diferente con respecto a los datos de control de la oscuridad.
cEstadísticamente diferente con respecto a los datos de la luz O3
0.5 ppm.
Volumen 81, No. 1, Enero-Febrero 2013 27
Medición de acetilcolina y sueño
7DOZDU$ .XPDU90 (IIHFW RI FDUEDFKRO LQMHFWLRQ LQ WKH PHGLDO
SUHRSWLF DUHD RQ VOHHSZDNHIXOQHVV DQG ERG\ WHPSHUDWXUH LQ IUHH
PRYLQJUDWV,QGLDQ-3K\VLRO3KDUPDFRO-
*URVV.%:KLWH+-6DUJHQW1(7KHHIIHFWRIR]RQHLQKDODWLRQRQ
PHWDEROLF IXQFWLRQLQJ RI YDVFXODU HQGRWKHOLXP DQG RQ YHQWLODWRU\
IXQFWLRQ7R[LFRO$SSO3KDUPDFRO-
2QRH+:DWDQDEH<2QR..R\DPD<+D\DLVKL23URVWDJODQGLQ
( H[HUWV DQ DZDNLQJ HIIHFW LQ WKH SRVWHULRU K\SRWKDODPXV DW D
VLWH GLVWLQFW IURP WKDW PHGLDWLQJ LWV IHEULOH DFWLRQ LQ WKH DQWHULRU
K\SRWKDODPXV-1HXURVFL-
,PHUL/%LDQFKL6$QJHOL30DQFLD06WLPXODWLRQRIFKROLQHUJLF
UHFHSWRUV LQ WKH PHGLDO SUHRSWLF DUHD DIIHFWV VOHHS DQG FRUWLFDO
WHPSHUDWXUH$P-3K\VLRO-
55
9HOD]TXH]0RFWH]XPD-*LOOLQ-&6KLURPDQL3-(IIHFWRIVSHFL¿F
0 0 PXVFDULQLF UHFHSWRU DJRQLVWV RQ 5(0 VOHHS JHQHUDWLRQ
%UDLQ5HV-
,PHUL/%LDQFKL6$QJHOL30DQFLD00XVFDULQLFUHFHSWRUVXEW\SHV
LQ WKH PHGLDO SUHRSWLF DUHD DQG VOHHSZDNH F\FOHV 1HXURUHSRUW
-
,QRX\H67'RHVWKHYHQWURPHGLDOK\SRWKDODPLFQXFOHXVFRQWDLQD
VHOIVXVWDLQHGFLUFDGLDQRVFLOODWWRUDVVRFLDWHGZLWKSHULRGLFIHHGLQJV"
%UDLQ5HV-
3LWWHQGULJK &6 7HPSRUDO 2UJDQL]DWLRQ 5HÀHFWLRQV RI 'DZLQLDQ
&ORFN:DWFKHU$QQX5HY3K\VLRO-
5X]DN%*URRV*6XSUDFKLDVPDWLFVWLPXODWLRQSKDVHVKLIWVURGHQW
FLUFDGLDQUK\WKPV6FLHQFH-
5X]DN%=XFNHU,1HXUDOUHJXODWLRQRIFLUFDGLDQUK\WKPV3K\VLRO
5HY-
'DPVPD * :HVWHULQ. %+& $ PLFURGLDO\VLV DQG DXWRPDWHG RQ
OLQHDQDO\VLVDSURDFKWRVWXG\FHQWUDOFKROLQHUJLFWUDPVPLVVLRQ³LQ
YLYR´ (Q 5RELQVRQ 7( -XVWLFH - HGLWRUHV 0LFURGLDO\VLV LQ WKH
QHXURVFLHQFHV$PVWHUGDQ(OVHYLHUS
3D[LQRV*:DWVRQ&7KH5DW%UDLQLQ6WHUHRWD[LF&RRUGLQDWHVWK
HG1HZ<RUN$FDGHPLF3UHVVS
:LOOLDPV -$ &RPLVDURZ - 'D\ - )LELJHU +& 5HLQHU 3% 6WDWH
GHSHQGHQWUHOHDVHRIDFHW\OFKROLQHLQUDWWKDODPXVPHDVXUHGE\LQ
YLYRPLFURGLDO\VLV-1HXURVFL-
.O �YHU + %DUUHUD ( $ 0HWKRG IRU WKH &RPELQHG 6WDLQLQJ RI
&HOOVDQG)LEHULQWKH1HUYRXV6\VWHP-1HXURSDWKRO([S1HXURO
-
(VSDxD 5$ 6FDPPHOO 7( 6OHHS QHXURELRORJ\ IURP D FOLQLFDO
SHUVSHFWLYH6OHHS-
+DFNQH\-'/LQQ:6.DUX]D6.%XFNOH\5'3HGHUVHQ((/DZ
'& HW DO (IIHFWV RI R]RQH H[SRVXUH LQ &DQDGLDQV DQG 6RXWKHUQ
&DOLIRUQLDQV$UFK(QYLURQ+HDOWK-
+XLWUyQ5HVpQGL] 6 &XVWRGLR5DPtUH] 9 (VFDODQWH0HPEULOOR &
*RQ]iOH]3LxD53D]&6OHHSDOWHUDWLRQVDQGEUDLQUHJLRQDOFKDQJHV
RIVHURWRQLQDQGLWVPHWDEROLWHLQUDWVH[SRVHGWRR]RQH1HXURVF/HWW
-
=HWWHUVWU|P76KDUS70DUVGHQ&$8QJHUVWHGW8,Q9LYR0HDVXUHPHQW
RI 'RSDPLQH DQG ,WV 0HWDEROLWHV E\ LQWUDFHUHEUDO 'LDO\VLV &KDQJHV
$IWHUG$PSKHWDPLQH-1HXURFKHP-
0DUVGHQ&$0DFGRQDOG,$-RVHSK0+3HUUHWW'(OHFWURFKHPLFDO
GHWHFWLRQ +3/& DQG LQ YLYR PRQLWRULQJ LQ WKH ELRVFLHQFHV -
1HXURVFL0HWKRGV-
'\NVWUD.++VLDR-.0RUULVRQ3)%XQJD\300HI)RUG,16FXOO\
00HWDO4XDQWLWDWLYH([DPLQDWLRQRI7LVVXH&RQFHQWUDWLRQ3UR¿OHV
$VVRFLDWHGZLWK0LFURGLDO\VLV-1HXURFKHP-
%HQYHQLVWH + %UDLQ PLFURGLDO\VLV - 1HXURFKHP -