Efecto de la exposición gestacional a estrés simpático sobre los receptores β- adrenérgicos cardíacos, concentración de noradrenalina y testosterona en las crías machos durante el desarrollo

Abstract

El estrés es una reacción fisiológica del organismo, que lo prepara para afrontar una situación que se percibe como amenazante. La manera del organismo de responder es mediante la activación del sistema nervioso simpático (SNS), que da lugar a la respuesta de lucha o huida, provocando un aumento en la tasa de recambio de noradrenalina (NA) en órganos con inervación simpático, como es el caso del corazón. Un incremento de NA cardíaca produce un aumento de su frecuencia y gasto cardíaco. Por otro lado, se ha observado que la exposición a frío crónico causa la activación exclusiva del SNS. Tal aumento en la actividad durante el período de gestación puede causar efectos deletéreos del feto en desarrollo, especialmente si este coincide con el llamado “periodo crítico”, donde el organismo es más susceptible a cambios en el ambiente intrauterino, causando la adaptación del feto a través de la programación permanente de su desarrollo postnatal. En este trabajo evaluamos el efecto del estrés gestacional por frío crónico (4°C, 3h/día, 21 días) en la descendencia macho de ratas Sprague-Dawley, en tres tipos de ejes que normalmente están involucrados en la respuesta al estrés: Hipotálamo-Hipófisis-Adrenal (HHA), Hipotálamo-Hipófisis-Gónadas (HHG) y neuronal-simpático-órgano blanco (corazón). Como controles usamos la descendencia macho de madres que se mantuvieron a 20ºC durante toda la gestación. Para evaluar los distintos ejes estudiados, medimos la concentración de corticosterona (CORT), testosterona, hormona antimülleriana (AMH) y NA desde el plasma sanguíneo (ensayos de ELISA), como también la NA y receptores β1 y β2 -adrenérgicos desde el tejido cardíaco (estos últimos por western blot). Las crías machos que fueron expuestas al estrés durante la gestación, estudiadas a los 20 días de edad (edad prepúber/juvenil) y a los 60 días de edad (edad adulta), aumentaron los niveles plasmáticos de CORT, y disminuyeron los niveles de NA y de los receptores β1-adrenérgicos cardíacos. Por otro lado, no se encontraron cambios en los niveles plasmáticos de NA, de testosterona ni en los niveles de AMH. Los resultados obtenidos sugieren que la sobre-activación simpática durante la gestación, producto del estrés por frío, no estaría afectando el eje HHG de la descendencia, ya que no se observan cambios en la testosterona plasmática de las crías estresadas en la vida fetal, pero sí al eje HHA, apoyado por el aumento de CORT que se expresó tanto durante la etapa prepuberal como después de la pubertad. Además estaría afectado el eje neuronal-simpático a nivel cardíaco en la descendencia, mostrando menor concentración de NA y de receptores β1- adrenérgico. Esta disminución de los receptores β1-adrenérgicos y NA podría ser debido al aumento crónico en los niveles de CORT.

Stress is a physiological reaction of the organism that prepares it to face a situation that is perceived as threatening. The body’s response to stress stimulus is through the activation of the sympathetic nervous system (SNS), which leads to the fight-or-flight response, causing an increase in the turnover rate of noradrenaline (NA) in organs with sympathetic innervation, as is the case of the heart. An increase in cardiac NA leads to an increase in cardiac output and frequency. Secondly, it has been shown that chronic cold exposure causes the exclusive activation of the SNS. Such increase in the activity during the gestation period can cause deleterious effects on the developing fetus, mainly if this coincides with the so called “critical period”, were the organism is more susceptible to changes in the environment in which it develops, promoting the adaptation of the fetus through permanent programming of its postnatal development. Taking this into consideration, in this work we evaluated the effect of gestational stress caused by chronic cold (4°C, 3h/day, for 21 days) in the male Sprague-Dawley rats offspring in three types of axis that normally are involved in the stress response: Hypothalamus-pituitary-Adrenal (HHA), Hypothalamus-pituitary-Gonads (HHG) and neural-sympathetic-target organ (heart). As control group, we used the male offspring of pregnant rats that were kept at 20°C during all the gestation. To evaluate the different studied axis, we measured the corticosterone (CORT), testosterone, antimüllerian hormone (AMH) and NA concentrations from the blood plasma (ELISA assays), and the noradrenaline and β1/β2 -adrenergic receptors from the cardiac tissue (through western blot technique). The male offspring that was exposed to stress during the gestation, studied at 20 and 60 days of age (prepuberal and adult stage, respectively), increased the plasmatic levels of CORT and decreased the NA and cardiac β1- adrenergic receptor levels. Conversely, we didn’t find changes in the plasmatic levels of NA, testosterone or AMH. The results suggest that the sympathetic over-activation during the gestation, caused by cold stress, would not be affecting the HHG axis, since we didn’t observed changes in the plasma testosterone of the offspring that was stressed during the fetal life, but it does affect the HHA axis, which is supported by the increase of the expressed CORT in the prepuberal and adult stage. The neural-sympathetic axis seems to be affected at cardiac level in the offspring, showing a lower concentration of noradrenaline and β1-adrenergic receptors. This decrease of the β1-adrenergic receptors and NA might be due to chronic increase in CORT levels.