ISBN: 978-84-692-76778
COMUNICACIONES
Nº 1569. Otras disciplinas
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Morfometría del órgano de Corti y la estría vascular de la cóclea ante el daño por Kanamicina Rosa María Coro Antich[1], Enoy Leiva Pantoja[2], Sandra Rodríguez Salgueiro[2], Odelsa Ancheta Niebla[3], Tania Valdés Prieto[2], Yahima Harvey Pedroso[2], Mariuska Matos Terrero[2] |
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desyreldesyrel tinakuhn.comalbuterol otc alternativeover the counter albuterol inhaler walmart linkEn el marco del programa de implantes cocleares en Cuba, donde la incidencia de sordera es de 2,1 por cada 1 000 habitantes, se hizo necesario estudiar experimentalmente los cambios morfológicos que ocurren en la cóclea por ototoxicidad. En trabajos anteriores de este mismo equipo, se demostró por Microscopia Optica y Electrónica la degeneración progresiva del órgano de Corti a partir de las 2 semanas de sordera y la disminución de la densidad neuronal del ganglio espiral a partir de las 8 semanas de sordera. También se ha demostrado que el daño inducido por ototóxicos sigue un gradiente morfológico que se expresa por una mayor sensibilidad (pérdida de células ciliadas y neuronas) en la base que en el ápice coclear. Sin embargo, las alteraciones morfológicas que se producen por aminoglucósidos en la estría vascular han sido muy poco estudiadas hasta el momento. La importancia de esta estructura no sensorial radica en que allí se genera el potencial endococlear necesario para el funcionamiento de las células ciliadas del órgano de Corti. El objetivo de este trabajo fue estudiar los cambios inducidos por kanamicina, aminoglucósido de ototoxicidad intermedia, sobre el área del órgano de Corti y de la estría vascular. Se estudiaron cócleas de 17 ratas Wistar adultas sanas y sordas de 4, 8 y 16 semanas de sordera. La sordera se indujo por inyecciones intraperitoneales de kanamicina y furosemida. Los cortes se estudiaron por Microscopia Óptica de Alta Resolución: inclusión en resina Spurr, cortes semifinos en el plano horizontal de la cóclea y tinción con Azul de Stevenel. Se midió el área del órgano de Corti y de la estría vascular en las regiones apical, medial y basal de la cóclea. La morfometría se llevó a cabo empleando el programa Image J. El tratamiento ototóxico provocó disminución del área del órgano de Corti y de la estría vascular (valores promedios de las tres regiones). La disminución del área del órgano de Corti fue progresiva a partir de la cuarta semana de sordera. El área de la estría vascular disminuyó con respecto al control a partir de la octava semana de sordera. La base de la cóclea fue la región más dañada, con disminución significativa de las dos áreas estudiadas desde las 4 semanas de sordera. La disminución del área del órgano de Corti y de la estría vascular encontradas en este trabajo, demuestra que estas áreas son indicadores de la degeneración coclear por aminoglucósidos. En la octava semana de sordera se afectan las dos áreas en todas las regiones cocleares. De acuerdo con resultados previos de este grupo de trabajo, es también en la octava semana cuando se hace significativa la disminución de la densidad neuronal del ganglio espiral. Se puede concluir que la octava semana de sordera es un momento crítico para considerar tratamientos protectores.
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En el marco del programa de implantes cocleares en Cuba, donde la incidencia de sordera es de 2,1 por cada 1000 habitantes, se hizo necesario estudiar experimentalmente los cambios morfológicos que ocurren en la cóclea por ototoxicidad.
Los aminoglicósidos inducen cambios morfológicos en el órgano de Corti (OC), el ganglio espiral (GE) y la estría vascular (EV).
En trabajos anteriores de este mismo equipo, en los que se trataron ratas con kanamicina, se demostró por Microscopia Optica y Electrónica, la degeneración progresiva del OC a partir de las 2 semanas de sordera y la disminución de la densidad neuronal del ganglio espiral a partir de las 8 semanas de sordera. , También se ha demostrado que el daño inducido por ototóxicos sigue un gradiente morfológico coclear que se expresa por una mayor sensibilidad (pérdida de células ciliadas y neuronas) en la base que en el ápice. Sin embargo, las alteraciones morfológicas que se producen por aminoglicósidos en la estría vascular han sido muy poco estudiadas hasta el momento.
La estría vascular (EV) es una estructura presente en la cara lateral de la cóclea, localizada a continuación del OC. La importancia de esta estructura no sensorial radica en que allí se forma la endolinfa, fluido extracelular único en mamíferos, caracterizado por una alta concentración de potasio, y se genera el potencial endococlear necesario para el funcionamiento de las células ciliadas.
El objetivo de este trabajo fue estudiar los cambios temporales inducidos por kanamicina, aminoglucósido de ototoxicidad intermedia, sobre la morfología y la morfometría del OC y de la EV en ratas.
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Se estudiaron cócleas de 17 ratas Wistar adultas sanas y sordas de 4, 8 y 16 semanas de sordera. La sordera se indujo por inyecciones intraperitoneales de kanamicina y furosemida. Al inicio del experimento y una semana después del tratamiento ototóxico se comprobó el estado funcional de la vía auditiva de todos los animales mediante técnicas electrofisiológicas de potenciales evocados auditivos transientes de tallo encefálico (PEATC) y potenciales evocados auditivos de estado estable (PEAEE).
Los cortes se estudiaron por Microscopia Óptica de Alta Resolución: inclusión en resina Spurr, cortes semifinos en el plano horizontal y tinción con Azul de Stevenel. Se analizó la morfología del OC y de la EV y se midió el área de esas dos estructuras en las regiones apical, medial y basal de la cóclea. La morfometría se llevó a cabo empleando el programa Image J.
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Resultados cualitativos:
Organo de Corti
En los animales controles, la morfología del OC en las tres zonas se caracterizó por la presencia de tres filas de células ciliadas externas (separadas entre sí por pequeños espacios) y una fila de células ciliadas internas. En la mayoría de los cortes se pudieron observar los estereocilios en la parte apical de las células ciliadas. Las células ciliadas externas presentaron forma cilíndrica, con el extremo apical aplanado y el núcleo redondeado, localizado en la porción basal del cilindro; las células ciliadas internas presentaron forma de pera con un núcleo redondeado central. Entre las células ciliadas externas y las internas se observó el Túnel de Corti (Fig. 1).
Las células de sostén en los animales controles mostraron aspecto normal en las tres zonas. Las células de Hensen y de Claudius, colindantes con las células ciliadas externas, presentaron núcleos redondeados, no siempre visibles en los cortes. Las células de Dieter exhibieron una superficie apical en forma de cáliz sobre el cual descansaban las células ciliadas externas. Las células de Boetcher eran de pequeño tamaño y presentaron núcleos circulares. No se presentaron células de Boetcher en la zona apical en los animales controles ni en los sordos. La membrana basilar presentó células alargadas formando un epitelio aplanado en contacto con la perilinfa de la escala media por un lado y con las células de sostén por el otro (Fig. 1 A, B, C).
En la cuarta semana de sordera en las zonas apical y medial, no se pudieron identificar los tipos celulares del OC. En algunos animales se apreció una disminución del grosor de la capa de células sobre la membrana basilar. En la zona basal el OC se mostró estratificado, pudiéndose observar un mayor número de células: las células que ocupaban el espacio correspondiente a las ciliadas, células de Hensen y de Claudius, presentaron alteraciones morfológicas (vacuolización y cambios de forma) que en algunos casos no permitían identificarlas. Las células de Boetcher sí se podían identificar por su ubicación y citoplasma más oscuro. En otros animales, en contraste, se observó un adelgazamiento de la capa de células del OC.
En la octava semana de sordera, en la zona apical de la cóclea, en algunos casos se distinguió el Túnel de Corti y se presentó una hilera de células ciliadas externas alteradas, se observó un grupo de células de citoplasma claro ocupando el espacio de las células de sostén. En la zona medial no fue visible el Túnel de Corti ni se observaron células ciliadas; las únicas células de sostén reconocibles fueron las de Boetcher. En la zona basal, el OC fue de menor tamaño, sólo se reconocieron las células de Boetcher (Fig. 2. A, B, C).
En el OC de los animales sordos de 16 semanas, en la zona apical, en algunos cortes eran visibles las dos primeras hileras de células ciliadas alteradas y se mostraron algunas células en la ubicación de las de sostén. En la zona medial el OC estaba formado por una sola capa de células gruesas y en algunos cortes se vieron las células de Boetcher. En la zona basal, el OC estaba usualmente colapsado y presentaba una capa de células claras y las células de Boetcher, de citoplasma más denso (Fig. 2. D, E, F).
Estría vascular
La EV en los animales sanos se observó con una morfología caracterizada por la presencia de un epitelio estratificado (tres tipos celulares) y capilares sanguíneos. La capa de células marginales, la más externa, presentó un aspecto aplanado. Las células intermediarias o melanocitos se localizaron perpendiculares a las basales y con un mayor tamaño que aquellas. Las células basales se observaron aplanadas con núcleos ovalados y densos (Fig. 3 A, B, C).
En los animales sordos se distinguieron los tres tipos celulares de la EV y se apreció un adelgazamiento de la EV, que fue más notable en su extremo colindante con la prominencia espiral (Fig. 3 D-I).
Resultados cuantitativos:
Comportamiento de las áreas de la estría vascular y del órgano de Corti por zonas cocleares en el tiempo
En todos los animales (sanos y sordos) el área de la EV fue aumentando progresivamente hacia la base. En los animales sanos el área del OC no varió en las tres regiones estudiadas. En todos los grupos de animales sordos, los valores de área del OC fueron mayores en el ápice que en las dos zonas restantes, las cuales no difirieron entre sí. En los grupos de animales sordos se observó disminución de las dos áreas respecto al grupo de animales sanos.
Zona apical: La disminución de las áreas de la EV y del OC sólo fue significativa a partir de las 8 semanas de sordera. (Fig. 4A).
Zona medial: El área de la EV disminuyó significativamente a partir de las 8 semanas. En todos los grupos de animales sordos, la disminución del área del OC fue significativa respecto a los sanos (Fig. 4B).
Zona basal: La disminución de las áreas de la EV y del OC fue significativa desde las 4 semanas (Fig. 4C).
Entre los animales sordos de 8 y 16 semanas no hubo diferencias en cuanto a las áreas de la EV y del OC en ninguna de las regiones cocleares estudiadas.
Comportamiento de las áreas promedio de la estría vascular y del órgano de Corti en el tiempo
Se promediaron los valores de área de la EV y del OC de todas las zonas de cada animal. El área de la EV disminuyó con respecto al grupo de animales sanos a partir de la octava semana de sordera. El tratamiento ototóxico provocó disminución del área del OC en todos los animales sordos con respecto a los sanos. Esta disminución fue progresiva a partir de la cuarta semana de sordera, con una ligera recuperación (no significativa) en la semana 16 (Fig. 5).
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Animales controles
La morfología del OC y de la EV en las tres zonas cocleares siguió el patrón de normalidad.10 Esto estuvo en correspondencia con los patrones electrofisiológicos de audición normal que presentaron esos animales.
En los animales sanos el área de la EV aumentó hacia la base, en correspondencia con lo planteado en la literatura como comportamiento normal.11 No hubo diferencias significativas en cuanto al área del OC entre las tres regiones estudiadas. Como se conoce que en cócleas normales la longitud de la membrana basilar del OC disminuye hacia la base de la cóclea,10 el área del OC sólo depende de la capa de células sobre la membrana basilar. Esto es lo que permite utilizar el área del OC como un posible indicador del grado de conservación de esas células.
Animales sordos
La degeneración de la EV y del OC encontrada en los animales sordos estuvo en correspondencia con la pérdida de audición demostrada por los PEATC y PEAEE en estos animales.
La disminución de las áreas de la EV y del OC encontradas en este trabajo, demuestran que estas áreas son indicadores de la degeneración coclear por aminoglucósidos.
En este trabajo se encontró que el área de la EV a las 8 y 16 semanas de sordera disminuyó significativamente respecto al grupo de animales sanos en las tres zonas cocleares. Estos resultados coinciden con las diferencias en el área de la EV entre animales sanos y sordos encontradas por Hellier y col en estos mismos tiempos.6
A diferencia de los animales sanos, en los sordos el área del OC disminuyó hacia la base de la cóclea. En estos animales el área del OC se redujo gradualmente con el tiempo de sordera. Estos resultados confirman los cambios degenerativos en las células del OC demostrados cualitativamente en trabajos anteriores de este mismo grupo.3,4 No se han encontrado referencias en la literatura con respecto a la medición del área del OC.
En este estudio se confirmó que la kanamicina coadministrada con furosemida a ratas induce una sordera sensorineural, al provocar la degeneración progresiva del OC desde las 4 semanas. En este modelo de sordera se había comprobado la degeneración de las neuronas del GE desde las 2 semanas.3
El incremento no significativo del área del OC en la semana 16 no estuvo relacionado con una recuperación del estado de las células ciliadas y se atribuye un aumento en la vacuolización de las células de sostén.4 Sin embargo, la densidad neuronal del GE correspondiente sí experimenta una reducción progresiva hasta las 16 semanas de sordera.3 La muerte de las células ciliadas inducida por drogas ototóxicas provoca el cese del efecto trófico que ejercen esas células sobre las neuronas del GE. Esto se debe a la interrupción de la aferencia de las neuronas del GE, al perderse las prolongaciones neuronales que inervan el OC, las cuales se desmielinizan y degeneran gradualmente hasta ocasionar la muerte celular.12,3,4
La disminución del área de la EV en los animales sordos probablemente no sea un resultado directo de la intoxicación por el aminoglicósido, sino una reducción de la carga metabólica debido a la degeneración del OC.6 Se ha planteado que los daños estriales no son un prerrequisito del daño de las células ciliadas.13
En la octava semana de sordera se afectan las dos áreas en todas las regiones cocleares. De acuerdo con resultados previos de este grupo de trabajo,3 es también en la octava semana cuando se hace significativa la disminución de la densidad neuronal del GE. Se puede concluir que la octava semana de sordera es un momento crítico para considerar tratamientos protectores.
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La extrema sensibilidad de las células del OC y la EV a la ototoxicidad evidencian lo importante que resulta conocer los cambios morfológicos que sufren estas células vitales en la función auditiva. El tratamiento ototóxico provocó disminución de las áreas de la EV y del OC (valores promedios de las tres regiones). En la octava semana de sordera se afectaron las áreas de la EV y del OC en todas las regiones cocleares. De acuerdo con resultados previos de este grupo de trabajo, es también en la octava semana cuando se hace significativa la disminución de la densidad neuronal del GE. Se puede concluir que la octava semana de sordera es un momento crítico para considerar tratamientos protectores.
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Nuestros sinceros agradecimientos a los colegas del Centro de Neurociencias de Cuba donde se llevó a cabo el trabajo con los animales de laboratorio y a los del Instituto de Neurología y Neurocirugía de la Habana, donde se realizó todo el trabajo de digitalización y procesamiento de imágenes.
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1. Pérez-Abalo M. C., Gaya J., Savío G., Ponce de León M., Perera M., Reigosa V. Diagnóstico e intervención temprana de los trastornos de la audición: Una experiencia cubana de 20 años. Rev. Neurología 2005; 41, 556.
2. Kusunoki. T., Cureoglu S., Schachern P. A., Sampaio A., Fukushima H., Oktay M. F., Pamparella M. M. Effects of aminoglycoside administration on cochlear elements in human temporal bones. Auris Nasus Larynx 2004; 31, 383–388.
3. Rodríguez S., Ancheta O., Coro R. M., Valdés T., Harvey Y., Alvaré A., Rodríguez V. y Prado P. Cambios histológicos inducidos por ototoxicidad en ratas. Citoarquitectura del órgano de Corti y del ganglio espiral. Rev. Ecuat. de Neurología 2005; 14 (1-3): 13-17. 4. Rodríguez S., Ancheta O.1, Coro R.M., Valdés T., Harvey Y., Alvaré A., Prado P. y Rodríguez V. Efecto de un tratamiento ototóxico en la ultraestructura coclear. Rev. CENIC Ciencias Biológicas 2007; 38 (3): 214-219. 5. Sha S.H., Taylor R., Forge A., Schacht J. Differential vulnerability of basal and apical hair cells is based on intrinsic susceptibility to free radicals. Hear. Res. 2001; 155, 1-8. 6. Hellier W.P.L., Wagstaff S.A., O`Leary S.J., Shepherd R.K. Functional and morphological response of the stria vascularis following a sensorineural hearing loss. Hear. Res. 2002; 172, 127-36. 7. Wangemann P. K+ cycling and the endocochlear potential. Hear. Res. 2002; 165, 1-9. 8. Wangemann P. Supporting sensory transduction: cochlear fluid homeostasis and the endocochlear potential. J. Physiol. 2006, 576.1, 11–21. 9. Wayne Rasband. ImageJ: A public domain Java image processing program. National Institute of Mental Health, Bethesda, Maryland, USA. http://rsb.info.nih.gov/ij/. Consultado: 27 de mayo de 2008. 10. Geneser F. Histología sobre bases moleculares. Buenos Aires, Editorial Médica Panamericana S.A. 1999; 729-754. 11. Lopes Sampaio A., Augusto C. Structure and Ultrastructure of the Mammalian Inner Ear with Emphasis in the Cochlea. International Arch. Otorhinolaryngol. 2006; 10, 3. 12. Alam A., Robinson K., Huang J., Green H. Prosurvival and Proapoptotic Intracellular Signaling in Rat Spiral Ganglion Neurons In Vivo After the Loss of Hair Cells. J. Comp. Neurol. 2007; 503: 832–852. 13. Forge A., Schacht J. Aminoglycoside Antibiotics. Audiol. Neurootol. 2000; 5, 3-22.
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- MARIA TERESA CORCUERA PINDADO - ESPAÑA (15/11/2009 13:08:45)
- Olga Valentinova Sarycheva - CUBA (25/11/2009 16:58:21)
- Rosa María Coro-Antich - CUBA (Autor) (26/11/2009 5:01:15)
- Yaimara Zunen Hernádez Puentes. - CUBA (30/11/2009 18:22:26)
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