UNED PRESENTA
PSICOBIOLOGÍA DE LA CONDUCTA SEXUAL
LA RATA COMO MODELO EXPERIMENTAL
La reproducción sexual es la predominante en los animales,
pero la reproducción sexual, esto es,
que dos individuos de la misma especie tenga que cooperar
para producir un nuevo individuo, resulta en principio muy costosa.
Es necesario encontrar pareja, exponiéndose a depredadores
o a tener que pelear con otros para disputarse una misma pareja.
A veces, es necesario invertir tiempo en largos cortejos protocolarios
o, sobre todo en especies cuyos miembros viven solos,
hay que invertir tiempo en buscar al otro.
Para mover a los individuos hacia tan costosa actividad,
la naturaleza ha inventado algo tan delicado y poderoso
como el impulso sexual
e implementarlo en una circuitería nerviosa
y neuroendocrina.
A nivel celular, las complicaciones de la reproducción sexual
son también inmensas.
Para que la unión de dos individuos dé lugar a uno nuevo,
los progenitores producen células denominadas gametos,
que son los espermatozoides y los óvulos.
Los gametos tienen la sorprendente propiedad,
única entre las células del organismo,
de reducir su material génetico a la mitad.
Este proceso, la meiosis,
permite que, al unirse un óvulo y un espermatozoide
en el complicado proceso de la fecundación,
el nuevo individuo tenga su dotación genética completa,
compuesta por un 50 % de material genético del padre
y otro 50 % de la madre.
Existen especies asexuales como las esponjas,
capaces de producir copias genéticamente iguales del progenitor,
o entre los vertebrados, los lagartos de cola de látigo.
Este sistema de reproducción
es mucho más sencillo a nivel celular y conductual
que la reproducción sexual.
Sin embargo, las especies que se reproducen sexualmente
son mucho más frecuentes que las que lo hacen asexualmente.
¿Por qué? ¿Qué ventajas aporta la reproducción sexual
capaces de compensar las dificultades
de diseño y funcionamiento que esta implica?
No estamos seguros de la respuesta,
pero si nuestra comprensión de las leyes
de la historia de la vida es correcta,
un argumento evolutivo lo explica.
La reproducción sexual promueve la variación genética
que facilita que la selección natural opere en favor de las especies
para que los individuos eliminados
sean aquellos en los que las loterías de la meiosis y la fecundación
han hecho que se acumulen más defectos genéticos
de sus ancestros.
Así, estos defectos genéticos, con mutaciones desfaborables,
pueden eliminarse rápida y eficazmente del acervo genético de la especie.
La reproducción sexual existe, porque promueve la variación genética,
pero ¿por qué existen dos sexos diferenciados?
¿Por qué existen machos y hembras y no solo individuos sin sexo
capaces de combinar sus cromosomas en nuevos individuos?
Nadie lo sabe.
La historia evolutiva, como la cultural,
es historia, porque por debajo de las leyes
que ponen límites a su devenir
hay muchos acontecimientos singulares
que determinan los caminos que se toman en cada momento.
Así, en un momento de la historia evolutiva,
quizá un organismo ancestral diferenció los gametos
en óvulos y espermatozoides,
y condujo a un sexo, el masculino,
a producir un gameto, el espermatozoide,
caracterizado por ser muy pequeño, numeroso y móvil,
y a otro sexo, el femenino, a producir el otro gameto,
el óvulo, caracterizado por ser muy grande
y contener muchas reservas de energía,
y por eso, poco móvil y en número escaso.
Es posible que esa asimetría básica y constante
en todas las especies con reproducción sexual
haya conducido a las demás asimetrías morfológicas,
endocrinas, fisiológicas y conductuales entre machos y hembras.
En contraste con el origen histórico de los sexos,
sobre el que solo podemos especular,
sí conocemos detalles del desarrollo del sexo en cada individuo
desde la concepción hasta la madurez sexual.
La diferenciación sexual comienza con el sexo genético,
determinado por el cromosoma sexual del espermatozoide.
En mamíferos, si el cromosoma es X, el individuo será una hembra,
y si es Y, será un macho.
El sexo genético
suele determinar la diferenciación de las gónadas.
En el cromosoma Y se localiza el gen SRY,
cuya expresión fija la diferenciación de los testículos.
Este gen está ausente en el cromosoma X,
y esta ausencia fija la diferenciación de los ovarios.
Las gónadas secretan hormonas en el torrente sanguíneo.
Estas hormonas fijan el siguiente paso en el proceso:
la diferenciación sexual del sistema nervioso.
La distinción sexual del sistema nervioso
conduce a la distinción sexual de la conducta.
En muchas especies, como la rata,
el comportamiento sexual de ambos sexos
es totalmente diferente.
Para estudiarlo en el lab. de psicobiología de la UNED,
se usan ratas de la cepa Wistar.
Cuando el macho monta a la hembra, esta adopta la postura de la lordosis.
La lordosis consiste en arquear la espalda
y apartar la cola
para facilitar la intromisión del pene del macho.
La hembra adopta la lordosis
alrededor del día de estro de su ciclo estral,
o en condiciones experimentales,
horas después de recibir estradiol y progesterona.
En el día de estro, la rata hembra que encuentre un macho
exhibirá un comportamiento destinado a llamar su atención
y a atraerlo sexualmente.
Este comportamiento se llama proceptivo,
y consiste en dar cortas carreras frente al macho, dar saltitos
y mover rítmicamente las orejas.
La diferenciación del sistema nervioso masculino
fija que el comportamiento sexual de la rata macho
sea totalmente diferente al de la hembra.
En la conducta copulatoria de la rata macho
pueden identificarse tres actos copulatorios distintos,
que son las montas, las intromisiones y las eyaculaciones.
La diferencia entre montas e intromisiones
consiste en que en la intromisión el pene se introduce en la vagina
y en la monta, no.
Esto es difícil de discriminar visualmente,
ya que montas e intromisiones duran apenas medio segundo.
Sin embargo, son discriminables por el patrón conductual de ambas.
En las intromisiones, el macho desmonta
dando un vigoroso salto hacia atrás.
Las eyaculaciones son intromisiones con expulsión de semen.
Conductualmente, se reconocen
porque el macho permanece montado más tiempo
que en las montas e intromisiones,
y porque durante la eyaculación, el macho da un vigoroso empujón
y desmonta más lentamente que en montas e intromisiones.
Las ratas macho suelen eyacular entre 8 y 15 veces
antes de quedar exhaustas.
Al menos, en las condiciones de las pruebas de conducta sexual
en el laboratorio.
Tras eyacular, la rata macho entra en un período de aparente inactividad
que se denomina intervalo posteyaculatorio.
El intervalo posteyaculatorio oscila entre 4:30 y 5:00 minutos
tras la primera eyaculación,
aumentado progresivamente en las siguientes eyaculaciones.
Para promover la diferenciación y conducta sexuales,
los esteroides secretados por las gónadas
llegan al sistema nervioso por el torrente sanguíneo
y actúan en las estructuras neurales
que tienen receptores específicos para captarlas.
Los receptores de andrógenos y estrógenos
se distribuyen ampliamente por el sistema nervioso central.
Entre las estructuras con receptores, destacan los bulbos olfatorios,
el núcleo de la estría terminal, el séptum lateral,
el área preóptico-hipotalámica medial
y diversos núcleos del mesencéfalo y del encéfalo posterior.
El mayor número de receptores de esteroides
se encuentra en el área preóptica medial
y en estructuras del encéfalo anterior relacionadas,
como núcleos de la amígdala, el núcleo de la estría terminal
y el séptum lateral.
Los receptores de progesterona tienen una distribución más reducida
al nivel del hipotálamo medial.
Por tanto, algunas estructuras tienen los tres tipos de receptores,
y estos a veces coexisten en las mismas células nerviosas.
Estos receptores de esteroides
pueden acoplarse a la proteína G de la membrana
o a los canales iónicos de la misma.
Acoplándose a ellos, las hormonas actúan rápido en el encéfalo
como los neurotransmisores, modificando la excitabilidad,
aunque sus efectos intracelulares se desconocen.
Un ejemplo
sería la excitabilidad neural para la conducta sexual.
Sin embargo, muchos receptores están en la célula,
en el núcleo o en el citoplasma.
Los esteroides atraviesan la membrana celular,
se unen a su receptor específico
y se forma un complejo receptor-hormona
que en el núcleo, con su nueva conformación,
puede acoplarse a determinadas regiones del ADN.
Así empieza la transcripción de genes específicos
y finalmente se da la síntesis de proteínas específicas.
Esta acción hormonal es más lenta y requiere horas o días para concluir.
La inducción de receptores de progesterona se produce así.
Aproximémonos a las estructuras neurales
que regulan el comportamiento sexual en el organismo sexualmente maduro,
esto es, al circuito neural que lo controla.
Se exponen dos circuitos distintos con estructuras claves diferentes
para el control neural de la conducta sexual masc. y fem.
Muchas estructuras que participan en estos circuitos
presentan diferencias morfológicas entre los sexos
y tienen receptores para esteroides sexuales.
La estructura para el control activador
de la conducta sexual masculina
es el continuo área preóptica-hipotálamo anterior.
Lesiones en esta área suprimen la copulación en machos,
mientras que su estimulación eléctrica induce esta conducta.
Además, las aferencias olfatorias
del órgano vomeronasal y de la mucosa olfatoria
son esenciales para iniciar y mantener la conducta copulatoria.
El bulbo olfatorio principal
participa en la regulación de esta conducta,
pero sus proyecciones centrales,
que forman el sist. olfatorio principal,
no alcanzan el área preóptica anterior,
sino el área preóptica lateral,
y no intervienen en la regulación de la conducta sexual masculina.
Por el contrario, el órgano vomeronasal,
el bulbo olfatorio accesorio,
el núcleo del tracto olfatorio accesorio,
el núcleo medial, el cortical posteromedial
y el núcleo de la estría terminal
forman parte del sist. olfatorio accesorio,
una de las principales vías aferentes al área preóptico-hipotalámica medial,
y ayudan a controlar la conducta sexual masculina
junto a esta región,
formando parte del circuito neural que la activa.
El haz medial del encéfalo anterior,
que distribuye las eferencias del área preóptica medial
y las estructuras mesencéfalicas que las reciben,
como el área tegmental ventral y lateral dorsal,
completan el circuito central de la conducta sexual masculina.
El control neural de la lordosis,
uno de los componentes de la conducta sexual femenina,
incluye estructuras facilitadoras e inhibitorias.
En el circuito inhibidor de lordosis se han incluido los bulbos olfatorios
y estructuras del encéfalo anterior como el área preóptica medial,
el séptum lateral, el núcleo de la estría terminal,
el núcleo lateral de la amígdala
y el tegmentum dorsomedial del mesencéfalo.
La facilitación de la lordosis
requiere estimulación somatosensorial e inducción hormonal.
CONTROL NEURAL ACTIVADOR DE LA LORDOSIS.
CONTROL NEUROENDOCRINO, CONTROL SEMATOSENSORIAL.
Los estrógenos actúan sobre el núcleo ventromedial,
que es el centro de control de la lordosis
y la estructural esencial para su inducción hormonal.
Lesiones en este núcleo inhiben la lordosis
y su estimulación en hembras tratadas hormonalmente
induce esta conducta.
La estimulación somatosensorial se procesa a nivel troncoencefálico.
Los estímulos cutáneos y la presión del macho sobre los flancos,
la grupa, el rabo y el perineo de la hembra
son captados por mecanorreceptores
cuyas aferencias penetran en la médula espinal
y ascienden hasta terminar en núcleos del bulbo raquídeo
y en el mesencéfalo,
desde el cual alcanzan el núcleo ventromedial.
Este núcleo, en el que actuaron los estrógenos,
envía proyecciones descendentes a las regiones mesencefálicas
de las que recibe información somatosensorial
y libera sustancias de carácter neuroendoendocrino
que producen excitabilidad en sus células.
Desde estas, se envían señales con efecto excitatorio
al núcleo gigantocelular de la formación reticular.
Desde él y el núcleo vestibular lateral
se emiten órdenes motoras
que facilitan la respuesta de las motoneuronas
que controlan los músculos durante la lordosis
y mantienen el tono muscular necesario
para que la hembra mantenga su postura.
En los últimos años,
se sabe que otras estructuras del sist. olfatorio accesorio
como el órgano vomeronasal, el bulbo olfatorio accesorio
y el núcleo medial de la amígadala intervienen en este circuito,
y se piensa que el procesamiento en este sistema
modula el control neuroendocrino del núcleo ventromedial.
Además de facilitar la lordosis, el órgano vomeronasal,
el área preóptica medial y el núcleo ventromedial
se implican en el control neural de conductas precopulatorias,
proceptivas o de solicitación,
el otro componente de la conducta sexual de la hembra.
A la vista de las estructuras que participan
en la conducta sexual del macho y la hembra,
se ve que algunas de ellas, estructuras del sist. vomeronasal,
participan en el control neural de la conducta sexual de ambos sexos.
Estas estructuras comunes en ambos circuitos
son morfológicamente diferentes entre los sexos.
El órgano vomeronasal, el bulbo olfatorio accesorio,
la división medial posterior del NEST,
el área preóptica medial, el núcleo ventromedial
y el núcleo medial de la amígdala
son mayores en el macho,
mientras que la divión medial anterior del NEST
es mayor en la hembra.
Los profesores Águeda del Abril Alonso
y Francisco Claro Izaguirre, del Dpto. de Psicobiología de la UNED,
se plantearon investigar sobre esta cuestión.
Hay una relación entre su implicación
en el control neural de la conducta sexual
y el dimorfismo sexual encontrado en las mismas.
Eligieron el núcleo de la estría terminal.
Se había relacionado con la inhibición de la conducta sexual femenina
y con la facilitación de la conducta sexual masculina.
En su tesis doctoral, dirigida por Santiago Segovia Vázquez,
la profesora del Abril demostró que esta estructura compleja
formada por varias divisiones morfológicamente diferentes
se diferencia sexualmente en el período perinatal temprano
por acción de los esteroides gonadales,
siendo solo sexualmente dimórficas
aquellas regiones del núcleo vinculadas con los sists. olfatorios.
Las regiones lateral y medial anterior
presentaron un patrón de "hembra mayor que macho".
Aun así, la región posterior de la división medial
presentó un patrón de "macho mayor que hembra"
respecto al volumen y número de neuronas.
La región medial posterior del núcleo de la estría terminal
es la única que pertenece por completo al sist. vomeronasal
y su patrón de diformismo sexual de "macho mayor que hembra"
se encontró por otros investigadores
en las demás estructuras del sist. vomeronasal,
que integran el circuito neural
activador de la conducta sexual del macho.
Partiendo de estos datos, en la tesis de Francisco Claro,
dirigida por Águeda del Abril,
se puso a prueba la hipótesis
de si esta región participaría en el control neural
activador de la conducta sexual masculina.
Se realizaron dos experimentos,
uno con ratas macho con experiencia sexual
previa a la lesión electrolítica de esta región,
y otro en que carecían de experiencia sexual
previa a la lesión.
Primero, se ovariectomizan las hembras
que se usarán en las pruebas de conducta sexual con los machos
para evitar su preñez y controlar su nivel de hormonas.
Anestesiada la rata por una incisión en un costado,
se extraen ambos ovarios, se sutura y se aplican antisépticos.
Unos diez días después, las hembras están funcionalmente recuperadas.
Las hembras reciben dos inyecciones secuenciales
de benzoato de estradiol y progesterona
48 y 5 h. antes, respectivamente,
de comenzar las pruebas de conducta sexual.
Para realizar las pruebas,
se introduce al macho en una caja de metacrilato
y a los pocos minutos se introduce a la hembra.
La conducta sexual de ambos se registra con un programa
llamado Sexual Behaviour Recorder, diseñado para este fin
y que asigna distintas teclas del PC a las conductas de machos y hembras.
El programa no solo registra el número de sucesos,
sino también cuándo sucedieron,
permitiendo corregir posibles errores de observación.
Además, permite dos registros simultáneos
y prepara los datos para importarlos desde paquetes estadísticos.
Para realizar lesiones electrolíticas una vez anestesiados los animales,
se colocan en el equipo estereotáxico.
Primero se fija la rata por los canales auditivos
y los incisivos.
Luego, en la piel, se realiza una incisión longitudinal
y se retira el periostio.
Después, tomando como referencia a bregma y lambda,
se fijan las coordenadas anteroposterior lateral y dorsocentral
de la región medial posterior del NEST,
localizadas en el atlas estereotáxico de Paxinos y Watson de 1986.
Localizadas las coordenadas,
se taladra el cráneo para que pase un electrodo de 100 µm de diámetro
conectado a un generador eléctrico
con que se aplica una corriente de 1 mA durante 2 segundos.
Finalizadas las pruebas,
los animales se procesaron
para la comprobación histológica de las lesiones.
Se vio que en ratas macho con experiencia sexual
las lesiones en la región medial posterior del NEST
no impedían que los machos copulasen, pero provocaba que estos
tuvieran que realizar más montas e intromisiones para eyacular.
Si los machos no tenían experiencia sexual,
esta lesión hacía que tardaran más mucho tiempo
en realizar la primera monta y la primera intromisión,
y que los intervalos entre intromisiones fuesen más largos,
lo que hacía que tardaran más tiempo en eyacular.
Los resultados obtenidos
confirmaron la hipótesis tanto en machos con experiencia
como sin experiencia sexual,
mostrando que la zona medial posterior del NEST,
que pertenece al sist. vomeronasal como las otras estructuras del sist.,
que son sexualmente dimórficas, en que el macho mayor que la hembra,
forma parte del circuito activador de la conducta sexual del macho.
Continuando la investigación, los profesores del Abril y Claro
estudian la participación del bulbo olfatorio accesorio
en el circuito activador de la conducta sexual masculina.
En un proyecto de investigación
pagado por la Dirección General de Investigación Científica y Técnica,
su investigación sigue planteando si la región medial anterior del NEST,
que es mayor en la hembra respecto al volumen y población neuronal,
forma parte del circuito neural de la conducta sexual de la hembra
y si es posible fijar una relación entre este patrón de dimorfismo sexual
y su función dentro del circuito.
Esta región recibe info. olfatoria del sist. olfatorio principal
a través de la amígdala cortical anterior.
Y del sist. olfatorio accesorio,
a través de los núcleos medial y corticomedial posterior.
También fija conexiones con estructuras que participan
en el control neural de la conducta sexual fem.,
lo que sugería que esta región podría participar en este control.
Los doctores del Abril y Claro
han creado una caja con un separador de metacrilato
en el que hay muchos agujeros.
Esto permite a la hembra aislarse en un lado
al que no puede pasar el macho por ser más grande.
Mientras, ella se mueve libremente de un lado a otro.
La caja de dos lados permite a la hembra regular el ritmo
de la copulación del macho por aproximaciones y huidas al mismo.
Para su diseño, se inspiraron en una de Mary Erskine de la BU,
en cuya pared solo hay un agujero,
impidiendo el movimiento de la hembra
cuando el macho intenta acceder a su compartimento de aislamiento.
En un experimento entre 1995 y 1996,
hembras ovariectomizadas y tratadas hormonalmente
se dividieron en dos grupos.
En uno se hicieron lesiones en la región anterior
de la división medial del NEST.
En el otro se hicieron falsas lesiones.
Pasaron secuencialmente por dos sesiones de conducta,
una en la caja de dos compartimentos,
y otra en una caja clásica de un compartimento.
Esta investigación mostró que no había grandes diferencias
entre los grupos de lesión y falsa lesión.
Aun así, obtuvieron resultados muy distintos
al aplicar otro diseño experimental en que hembras ovariectomizadas
y tratadas con dosis de estrógenos insuficientes para inducir la lordosis
se sometieron a pruebas de apareamiento
antes y después de recibir una lesión o falsa lesión
en esta misma región anterior de la división medial del NEST.
Las hembras lesionadas mostraron un marcado deterioro
tanto en la ejecución de la lordosis
como en el despliegue de las conductas proceptivas.
Estos resultados exponen que la zona medial anterior del NEST,
una región sexodimórfica en que la hembra es mayor,
pertenece al circuito de los dos componentes
de la conducta sexual femenina, así como la importancia
de los estímulos sensoriales, como los olfatorios,
en la inducción de la misma.
Del Abril y Claro
aún investigan sobre la posible participación
de otras regiones sexodimórficas, el NEST,
en el control neural de la conducta sexual de la hembra.