Detección de aductos de proteína-acetaldehído como medida indirecta de los niveles de acetaldehído generados en cerebro de rata por una administración aguda de alcohol

Abstract

Estudios muestran que el efecto reforzante del alcohol estaría mediado por su metabolito primario, el acetaldehído. Esta molécula actuaría estimulando al sistema de recompensa, formado por neuronas dopaminérgicas que se localizan en el área del tegmento ventral (VTA) y se proyectan hacia el núcleo accumbens (sistema dopaminérgico mesolímbico). Se ha visto que ratas se autoadministran acetaldehído 6 – 90 μM en el VTA, por lo que éste sería el rango de concentraciones reforzantes para los animales. Sin embargo, no se sabe si al administrar a ratas una dosis reforzante de etanol (1 ó 2 g/kg i.p.), se alcanza una concentración reforzante de acetaldehído en sus VTA, pues tampoco se ha detectado la generación de acetaldehído a nivel cerebral, probablemente porque su rápida metabolización dificulta su detección. El objetivo de este estudio fue establecer una técnica que permita: (a) detectar el acetaldehído que se forma in vivo en el cerebro y específicamente en el sistema dopaminérgico mesolímbico luego de una dosis reforzante de etanol (1 ó 2 g/kg i.p.), y (b) estimar los niveles de acetaldehído que se encuentran en el cerebro total y en el VTA, luego de una dosis altamente reforzante de etanol (1 g/kg i.p.). Para esto, se aprovechó la propiedad del acetaldehído de formar aductos con proteínas, los que al ser estabilizados por reducción, son detectables por un anti-suero que permite indirectamente la medición de acetaldehído. Así, se logró la detección por Western blot de aductos estables formados in vivo en el cerebro, y específicamente en el núcleo accumbens de rata, luego de una dosis de etanol 1 ó 2 g/kg i.p.. Para estimar la concentración de acetaldehído que se encuentra en el cerebro de rata por una dosis de etanol 1 g/kg i.p., se cuantificaron los aductos formados, y en paralelo se obtuvo una curva estándar que relaciona concentraciones conocidas de acetaldehído agregadas a homogeneizados de cerebro con la cantidad de aductos de proteína-acetaldehído formados. La concentración promedio de acetaldehído que se encontró en el cerebro total de rata fue de 6,42 ± 2,90 μM (n=5), concentración que si se encontrara en el VTA generaría refuerzo en los animales. Sin embargo, en el VTA no se detectaron aductos estables luego de una dosis de etanol 1 ó 2 g/kg i.p.. Esto sería explicado porque el VTA es altamente dopaminérgico, y el acetaldehído formado en esta zona puede condensar con la dopamina formando salsolinol, reacción que ocurriría más rápido que la formación de aductos estables. El salsolinol se ha postulado como el efector final del efecto reforzante causado por el etanol.

Several studies suggest that the reinforcing effect of ethanol would be mediated by its first metabolite, acetaldehyde. This molecule would act by stimulating the reward system, formed by dopaminergic neurons localized in the ventral tegmental area (VTA) projecting to the nucleus accumbens (dopaminergic mesolimbic system). Rats self-administer acetaldehyde 6 - 90 μM in the VTA, so this would be the range of reinforcing concentrations. Nevertheless, it is not known whether ethanol administered to rats in a reinforcing dose (1 or 2 g/kg i.p.) produce a concentration of acetaldehyde in the VTA that allows reinforcement, since acetaldehyde generation has never been detected probably because its rapid metabolism produce difficulty in its detection. The purpose of the present study was to establish a technique that allows: (a) to detect the acetaldehyde formed in vivo in total brain and specifically in the dopaminergic mesolimbic system after a reinforcing dose of ethanol (1 or 2 g/kg i.p.), and (b) to estimate acetaldehyde levels formed in total brain and in the VTA after a highly reinforcing dose of ethanol (1 g/kg i.p.). For this, we took advantage of the acetaldehyde property to interact with proteins forming adducts, that when are stabilized for reduction, are detectable by an anti-serum that allows the indirect measure of acetaldehyde. In this way, we detect by Western blot stable adducts formed in vivo in the brain, and specifically in the nucleus accumbens of rat, after a dose of ethanol 1 or 2 g/kg i.p.. To estimate acetaldehyde concentration reached in the total brain of rat after a dose of ethanol 1 g/kg i.p., the adducts formed were quantified and, in parallel, was obtained a standard curve that relates known acetaldehyde concentrations added to brain homogenates with the quantity of adducts formed. The mean concentration of acetaldehyde that was formed in the total brain of rat after a dose of ethanol 1 g/kg i.p. was estimated to be 6,42 ± 2,90 μM (n=5). If this concentration was found in the VTA, it could generate reinforcement in this rats. Nevertheless, no adducts were found in the VTA after a dose of ethanol 1 or 2 g/kg i.p. This could be explained because the VTA contains dopaminergic neurons, and the acetaldehyde formed in this zone could condensate with dopamine forming salsolinol, reaction that can occur more quickly that the formation of stable adducts. Salsolinol has been proposed to be the final effector of the reinforcing properties of ethanol.