Papel de las hormonas tiroideas durante la lactancia en el desarrollo de la comisura anterior de la rata. Correlación entre imagen de resonancia magnética y maduración axonal, posible aplicación clínica

Abstract

La deficiencia de hormonas tiroideas durante las edades posnatales tempranas afecta la citoarquitectura y función de las áreas telencefálicas, incluyendo la neocorteza, causando un amplio espectro de enfermedades neurológicas y mentales. Las áreas neocorticales envían la mayoría de sus axones interhemisféricos a través del cuerpo calloso y en menor medida a través de la comisura anterior (CA), mientras que las áreas límbicas proyectan principalmente por la CA y las comisuras hipocampicas. Datos de resonancia magnética funcional de niños con hipotiroidismo congénito con memoria de procesamiento verbal anormal sugieren que las conexiones telencefálicas ipsi- y contra- laterales están alteradas. El hipotiroidismo gestacional afecta el desarrollo de la CA, pero el posible efecto del hipotiroidismo posnatal transitorio o crónico, como ocurre en los neonatos con hipotiroidismo congénito diagnosticados tardíamente y en niños que crecen en zonas deficientes en yodo continúa siendo desconocido. Nosotros hemos estudiado el desarrollo de la CA, usando imágenes de resonancia magnética in vivo (IRM) y microscopia electrónica (ME), en ratas macho controles e hipotiroideas. Se han estudiado cuatro grupos de ratas tratadas con metimazol (MMI). Un grupo fue tratado desde el día posnatal (P) 0 hasta P21; algunas de estas ratas fueron tratadas adicionalmente con L-tiroxina (T4) de P15-21, como modelo de hipotiroidismo temprano transitorio. Otras ratas fueron tratadas con MMI de P0-150 y el grupo restante desde el día embrionario 10 hasta P170, ambos como modelo de hipotiroidismo crónico. Los resultados se compararon con ratas controles de la misma edad. El cociente T2r, obtenido con IRM, fué mayor en ratas MMI y correlacionó con el descenso del número y porcentaje de axones mielínicos, obtenidos con ME. En las ratas MMI a P150, el cociente g y la velocidad de conducción de los axones mielínicos fue similar al de las ratas control, pero el retraso de conducción de la señal entre zonas homotópicas contralaterales fue menor. Estos datos muestran que el hipotiroidismo posnatal transitorio y crónico altera la maduración de la CA, lo cual no puede ser revertido con un tratamiento tardío con T4. Estas alteraciones afectan las conexiones contralaterales a través de la CA, incluyendo las de la corteza piriforme y áreas amigdaloides. Nuestros datos apoyan el retraso neurocognitivo encontrado en los niños con hipotiroidismo congénito tratados tardíamente con T4, y podría ayudar a entender la fisiopatología de enfermedades psiquiátricas asociadas al sistema límbico tales como el desorden bipolar.

Thyroid hormone deficiency at early posnatal ages affects the cytoarchitecture and function of telencephalic areas, including the neocortex, resulting in a wide spectrum of neurological and mental diseases. Neocortical areas send interhemispheric axons mostly through the corpus callosum and to a lesser extent through the anterior commissure (AC), while limbic areas mostly project through the AC and hippocampal commissures. Functional magnetic resonance data of children late diagnosed for congenital hypothyroidism with abnormal verbal memory processing suggest altered ipsi- and contra- lateral telencephalic connections. Gestational hypothyroidism affects AC development but the possible effect of transient and chronic posnatal hypothyroidism as occurs in late diagnosed neonates with congenital hypothyroidism and in children growing up in iodine deficient areas still remains unknown. We have studied the AC development, using in vivo magnetic resonance imaging (MRI) and electron microscopy (EM) in hypothyroid and control male rats. Four groups of methimazole (MMI) treated rats were studied. One group was MMI-treated from posnatal day (P) 0 to P21; some of these rats were additionally treated with L-thyroxine (T4) from P15-21, as a model for early transient hypothyroidism. Other rats were MMI-treated from P0-150 and the remaining from embryonic day 10 to P170, as a chronic hypothyroidism group. The results were compared with age paired control rats. The T2 ratio obtained with MRI was higher in MMI-treated rats and correlated with the decreased number and percentage of myelinated axons obtained with EM. In MMI-treated rats, the myelinated axon g-ratio and conduction velocity was similar to C rats, but conduction delays between homotopic contralateral areas decreased. These data show that early posnatal transient and chronic hypothyroidism alters AC maturation, which cannot be reverted after delayed T4-treatment. These alterations affect contralateral connections through the AC, including those between the piriform cortex and amygdaloid areas. Our data support the neurocognitive delay found in late T4-treated children with congenital hypothyroidism, and may help to understand the physiopathology of psychiatric diseases associated to the limbic system such as the bipolar disorder.