ESTRÉS Y APRENDIZAJE ESTRÉS Y APRENDIZAJE El componente emocional El componente emocional

Sergio Mora & Gabriela Díaz-VélizSergio Mora & Gabriela Díaz-VélizUniversidad de Chile – Facultad de Universidad de Chile – Facultad de MedicinaMedicina

Programa de Farmacología Molecular y Programa de Farmacología Molecular y ClínicaClínica

Jornada Internacional Estilos de Aprendizaje: Educación y Neurociencia

Santiago, 24-25 junio 2008

¿Qué es el estrés?¿Qué es el estrés?

“Everybody knows what stress is but nobody knows what is”

“Stress is life and life is stress”

Hans Selye .

Hans Selye (1907-1982)Hans Selye (1907-1982)“El Einstein de la Medicina”“El Einstein de la Medicina”

““Estrés es una Estrés es una respuesta inespecífica respuesta inespecífica del cuerpo humano del cuerpo humano frente a cualquier frente a cualquier demanda que se haga demanda que se haga sobre él” (1954).sobre él” (1954).

El Sindrome General de El Sindrome General de Adaptación (Selye, 1956)Adaptación (Selye, 1956)

1.1. La reacción de alarma:La reacción de alarma: Activación del sistema Activación del sistema simpático-adrenal (adrenalina y noradrenalina).simpático-adrenal (adrenalina y noradrenalina).

2.2. La fase de resistencia:La fase de resistencia: Estimulación del eje Estimulación del eje hipotálamo-hipofisiario-adrenal hipotálamo-hipofisiario-adrenal (glucocorticoides).(glucocorticoides).

3.3. La fase de agotamiento o extenuación:La fase de agotamiento o extenuación: Pérdida Pérdida de la capacidad de resistencia. Enfermedades de de la capacidad de resistencia. Enfermedades de la adaptación (úlceras, hipertensión, infarto del la adaptación (úlceras, hipertensión, infarto del miocardio y alteraciones nerviosas).miocardio y alteraciones nerviosas).

Enfasis en la respuesta fisiológica emitida por elEnfasis en la respuesta fisiológica emitida por el organismo.organismo.

Evolución del ConceptoEvolución del Concepto

Para que el estresor produzca una Para que el estresor produzca una respuesta debe haber sido evaluado respuesta debe haber sido evaluado cognitivamente por el individuo. Evaluación cognitivamente por el individuo. Evaluación cognitivo simbólica (Mason, 1968).cognitivo simbólica (Mason, 1968).

En el estrés influyen las características y la En el estrés influyen las características y la duración del estímulo y las estrategias de duración del estímulo y las estrategias de enfrentamiento del individuo amenazado enfrentamiento del individuo amenazado (Bohus, 1994).(Bohus, 1994).

Las respuestas adaptativas estan descritas Las respuestas adaptativas estan descritas por el termino “alostasis” que significa por el termino “alostasis” que significa “mantener la estabilidad (homeostasis) a “mantener la estabilidad (homeostasis) a través del cambio” (McEwen, 1997).través del cambio” (McEwen, 1997).

Estrés, motivación y Estrés, motivación y cognición (Lazarus, 1993)cognición (Lazarus, 1993)

Un modelo integrador que considera la interacción Un modelo integrador que considera la interacción entre estresor y la reacción de estrés y que entre estresor y la reacción de estrés y que incluye los siguientes elementos:incluye los siguientes elementos:

1.1. El estresor, que puede ser una causa externa El estresor, que puede ser una causa externa o interna.o interna.

2.2. La evaluación cognitiva de la situación de La evaluación cognitiva de la situación de estrés (benigna o nociva) y de la propia estrés (benigna o nociva) y de la propia capacidad para resolverla o ser superado por capacidad para resolverla o ser superado por la misma.la misma.

3.3. Las estrategias de afrontamiento a nivel Las estrategias de afrontamiento a nivel cognitivo o conductual, para conseguir la cognitivo o conductual, para conseguir la adaptación ante las situaciones estresantes.adaptación ante las situaciones estresantes.

4.4. La reacción de estrés: respuestas fisiológicas La reacción de estrés: respuestas fisiológicas y conductuales.y conductuales.

Una definición operacional Una definición operacional de Estrésde Estrés

aplicable a hombres... …y animales

Es una condición en la cual el sistema Es una condición en la cual el sistema nervioso de un individuo es nervioso de un individuo es activadoactivado por una situación aversiva cuya por una situación aversiva cuya magnitud y sus magnitud y sus consecuenciasconsecuencias fisiológicas dependen en gran medida fisiológicas dependen en gran medida de la de la percepciónpercepción del individuo acerca del individuo acerca de su capacidad para de su capacidad para controlar controlar la la presencia o intensidad del estímulo.presencia o intensidad del estímulo.

Componentes del estrésComponentes del estrés

1.1. Se requiere un estado de Se requiere un estado de excitabilidad excitabilidad cerebralcerebral aumentado (“arousal”) medible por aumentado (“arousal”) medible por EEG, conductas motoras o análisis EEG, conductas motoras o análisis neuroquímicos (adrenalina, glucocorticoides).neuroquímicos (adrenalina, glucocorticoides).

2.2. La experiencia debe ser percibida como La experiencia debe ser percibida como aversivaaversiva de modo que el organismo trate de de modo que el organismo trate de evitarla o disminuir la intensidad del estresor, evitarla o disminuir la intensidad del estresor, si tiene la oportunidad.si tiene la oportunidad.

3.3. El grado de El grado de controlabilidad,controlabilidad, y el concepto y el concepto relacionado de “relacionado de “predictibilidadpredictibilidad”, de la ”, de la experiencia aversiva, determinará la magnitud experiencia aversiva, determinará la magnitud de la experiencia estresante y la de la experiencia estresante y la susceptibilidad para desarrollar secuelas susceptibilidad para desarrollar secuelas conductuales y fisiológicas.conductuales y fisiológicas.

Respuestas al estrésRespuestas al estrés

Estresor

Organismo

(Amenaza)

R. BiológicaR. Emocional R. Conductual

MiedoEnojo-RabiaAnsiedadTristezaDepresión

Escapar (flight)Pelear (fight)Desmayarse (faint) Congelarse (freeze)

CardiovascularesGastrointestinales

Estrés AgudoEstrés Agudo(De lo bueno poco)(De lo bueno poco)

Es la forma mas común de estrés. Mejora la Es la forma mas común de estrés. Mejora la atención cerebral y aumenta la capacidad para atención cerebral y aumenta la capacidad para almacenar información importante para almacenar información importante para proteger la vida. Puede ser emocionante y proteger la vida. Puede ser emocionante y excitante en dosis bajas, pero demasiado es excitante en dosis bajas, pero demasiado es agotador. No provoca daños severos. Los agotador. No provoca daños severos. Los principales síntomas son:principales síntomas son:– Enojo o irritabilidad, ansiedad y depresión (las Enojo o irritabilidad, ansiedad y depresión (las

emociones del estrés)emociones del estrés)– Problemas musculares, cefalea tensional, dolor de Problemas musculares, cefalea tensional, dolor de

espalda, dolor maxilar.espalda, dolor maxilar.– Problemas gastrointestinales: ardor, acidez estomacal, Problemas gastrointestinales: ardor, acidez estomacal,

flatulencia, diarrea, constipación y colon irritable.flatulencia, diarrea, constipación y colon irritable.– La hiperactivación conduce a hipertensión, La hiperactivación conduce a hipertensión,

taquicardia, sudor palmar, palpitaciones mareos, taquicardia, sudor palmar, palpitaciones mareos, jaquecas, manos y pies frios y dolor del pecho.jaquecas, manos y pies frios y dolor del pecho.

– Es altamente tratable y manejableEs altamente tratable y manejable

Estrés Crónico Estrés Crónico (Lo que puede protegernos también (Lo que puede protegernos también

puede dañarnos)puede dañarnos)

Es el estrés aplastante que desgasta día tras Es el estrés aplastante que desgasta día tras día, año tras año, sin soluciones ni esperanzas. día, año tras año, sin soluciones ni esperanzas. Altera la capacidad de guardar información por Altera la capacidad de guardar información por provocar atrofia neuronal en el hipocampo. provocar atrofia neuronal en el hipocampo.

Provoca alteraciones metabólicas Provoca alteraciones metabólicas (hiperglicemia, hiperinsulinemia, diabetes tipo (hiperglicemia, hiperinsulinemia, diabetes tipo 2) cardiovasculares (hipertensión, 2) cardiovasculares (hipertensión, arteriosclerosis), inmunológicas.arteriosclerosis), inmunológicas.

El estrés crónico mata a través del suicidio, la El estrés crónico mata a través del suicidio, la violencia, los infartos, y probablemente, el violencia, los infartos, y probablemente, el cancer.cancer.

El eje hipotálamo-hipofiso-adrenal (HHA) se activa en respuesta al estrés. La hiperactividad crónica de este eje lleva a la sobreproducción de CRF (mediador del estress y depresión).

El Eje del Estrés

Efectos de CRF: deprime el apetito por el alimento y el sexo, aumenta el estado de alerta, llevando a agresividad, insomnio, ansiedad y depresión.

Mecanismos de Mecanismos de Feedback Feedback NegativoNegativo

Hipotálamo PVN

Hipófisis

anterior

Corteza suprarre

nal

CRH AVP

ACTH

GC

Amígdala Hipocamp

o

POMC

Cortisol Corticostero

na

L

H

H

A

Mantienen niveles de GC dentro de un rango óptimo: ni mucho ni muy poco.

Feedback rápido: aparece en minutos, apaga secreción de CRH/AVP (suprahipotálamico). Establece magnitud y duración de la respuesta

Feedback genómico: demora horas y días, controlado por receptores GR/MR, disminuyen expresión génica de POMC. Establece el rango de la respuesta al estrés.

Feedback intermedio: Poco conocido.

Desregulación del LHHA: Envejecimiento, estrés crónico y síndromes psiquiátricos, ansiedad, trastornos de pánico y depresión mayor.

(-)

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Tipos de estresoresTipos de estresores

Físicos o externos al sujeto:Físicos o externos al sujeto: temperaturas temperaturas extremas, ruido, altitud, choques eléctricos, extremas, ruido, altitud, choques eléctricos, inmovilización, luz, agresiones físicas.inmovilización, luz, agresiones físicas.

Biológicos:Biológicos: privación de agua o alimentos, privación de agua o alimentos, privación de sueño, cambios bruscos de privación de sueño, cambios bruscos de horarios.horarios.

Psicológicos Psicológicos (asociados a emociones (asociados a emociones negativas): miedo, inseguridad, soledad, negativas): miedo, inseguridad, soledad, tristeza, celos, culpa, hostilidad, envidia, tristeza, celos, culpa, hostilidad, envidia, etc.etc.

SocialesSociales: separaciones, perdidas, fracasos, : separaciones, perdidas, fracasos, problemas economicos. problemas economicos.

Modelos animales de Modelos animales de estrésestrés Limitaciones para reproducir la Limitaciones para reproducir la

vivencia de situaciones estresantes en vivencia de situaciones estresantes en humanos y estudiar la evaluación humanos y estudiar la evaluación cognitiva de la situación y de la propia cognitiva de la situación y de la propia capacidad para enfrentarla.capacidad para enfrentarla.

Es posible evaluar situaciones como la Es posible evaluar situaciones como la perdida o la carencia de control sobre perdida o la carencia de control sobre la experiencia estresante.la experiencia estresante.

Circunstancias que provocan estrés en Circunstancias que provocan estrés en todos los individuos: aislamiento todos los individuos: aislamiento social, agresiones, hambre, social, agresiones, hambre, temperaturas extremas, etc.temperaturas extremas, etc.

1.1. Modelos centrados en estresores fisicos:Modelos centrados en estresores fisicos: choques electricos, ruido, temperaturas choques electricos, ruido, temperaturas extremas, inmovilizacion,etcextremas, inmovilizacion,etc

2.2. Modelos centrados en estresores Modelos centrados en estresores biologicos:biologicos: privacion de alimento o privacion de alimento o bebida, privacion de sueño, etc.bebida, privacion de sueño, etc.

3.3. Modelos centrados en estresores Modelos centrados en estresores psicologicos:psicologicos: estres por novedad estres por novedad (neofobia), condicionamiento aversivo, (neofobia), condicionamiento aversivo, situaciones de conflicto, etcsituaciones de conflicto, etc

4.4. Modelos centrados en estresores Modelos centrados en estresores sociales:sociales: aislamiento, rotacion de aislamiento, rotacion de compañeros de jaula, etc.compañeros de jaula, etc.

Estrés, hipocampo y Estrés, hipocampo y amígdalaamígdala

El hipocampo, crucialmente involucrado en El hipocampo, crucialmente involucrado en la formación de la memoria, es altamente la formación de la memoria, es altamente sensible al estrés.sensible al estrés.

La amígdala es fundamental para el La amígdala es fundamental para el aprendizaje emocional y en la aprendizaje emocional y en la manifestación de las conductas manifestación de las conductas relacionadas al estrés y los cambios de la relacionadas al estrés y los cambios de la función hipocampal. función hipocampal.

Las lesiones o la supresión farmacológica Las lesiones o la supresión farmacológica de la amígdala previenen la erosión de la amígdala previenen la erosión gástrica, la analgesia y ansiedad inducidas gástrica, la analgesia y ansiedad inducidas por estrés y bloquean los efectos por estrés y bloquean los efectos moduladores de drogas sobre la memoria moduladores de drogas sobre la memoria dependiente del hipocampo.dependiente del hipocampo.

Magnitud del Estrés, Magnitud del Estrés, Aprendizaje y MemoriaAprendizaje y Memoria

Nature Reviews Neuroscience 3:453-462, 2002

El estrés moderado libera concentraciones fisiológicas de CA, OP y GC que estimulan la cognición.

El aumento del estrés (en duración y/o intensidad) provoca un exceso de GC y cambios transitorios o permanentes en el hipocampo que deterioran la cognición.

Stress y LTP hipocampalStress y LTP hipocampal

El estrés incontrolable, por El estrés incontrolable, por inmovilización y choques inmovilización y choques eléctricos en la cola altera eléctricos en la cola altera la LTP en el hipocampo in la LTP en el hipocampo in vitro.vitro.

A) Rebanada de A) Rebanada de hipocampo con electrodos hipocampo con electrodos de estimulación y registro.de estimulación y registro.

B) Potenciales de campo B) Potenciales de campo postetánicos registrados postetánicos registrados en CA1 en respuesta a la en CA1 en respuesta a la estimulación de las fibras estimulación de las fibras de Schaffer (Sch).de Schaffer (Sch).

La exposición de una rata a un predador natural (un gato) altera las medidas cognitivas y electrofisiológicas del funcionamiento hipocampal

a) 75 min de exposición suprimen completamente plasticidad sináptica en área CA1 hipocampal.

b) Ratas expuestas al gato muestran alteración selectiva de la memoria de trabajo (WM) dependiente del hipocampo (laberinto acuático radial), sin afectar la memoria de referencia (RM), independiente del hipocampo.

Respuesta conductual: “freezing”

Modelo hipotético de la mediación de la amígdala en los efectos del estrés sobre plasticidad hipocampal

El output desde la amigdala (m) es crucial para la modulación de la plasticidad hipocampal inducida por estrés. Si se anula el input de la AMI, la plasticidad del HIP permanece intacta bajo estrés. Con AMI intacta la plasticidad del HIP se altera, disminuye la LTP y aumenta la LTD. Circulos verdes: sinapsis con capacidad normal para generar LTP y memoriaCírculos rojos: sinapsis con LTP disminuida y LTD aumentada.

Los animales, incluyendo el hombre, cuando Los animales, incluyendo el hombre, cuando son expuestos a eventos aversivos sobre los son expuestos a eventos aversivos sobre los cuales no tienen control, sufren una cuales no tienen control, sufren una disminución en la motivación para disminución en la motivación para responder, déficit cognitivos que interfieren responder, déficit cognitivos que interfieren con nuevos aprendizajes y trastornos con nuevos aprendizajes y trastornos emocionalesemocionales

La cognición es el corazón de la teoría de La cognición es el corazón de la teoría de la desesperanza aprendida (Seligman, la desesperanza aprendida (Seligman, 1973).1973).

Seligman ME, Fall in Helplessness,

Psychology Today, Vol. 7, Nº 1, Junio 1973).

Confirmada en perros, gatos, ratas y seres humanos.

Hipótesis de la Hipótesis de la Desesperanza AprendidaDesesperanza Aprendida

Desesperanza aprendida en Desesperanza aprendida en ratas.ratas.

La exposición a choques La exposición a choques eléctricos inescapables eléctricos inescapables antes del entrenamiento antes del entrenamiento deteriora la conducta de deteriora la conducta de evitación y aumenta las evitación y aumenta las fallas en el escape. fallas en el escape.

Condicionamiento Condicionamiento clásico: la presentación clásico: la presentación pareada de estímulos pareada de estímulos condicionados y choques condicionados y choques eléctricos desarrolla eléctricos desarrolla conductas de escape y conductas de escape y evitación. evitación.

Estrés y CogniciónEstrés y Cognición

Para funcionar adecuadamente, el Para funcionar adecuadamente, el sistema de estrés necesita acceder a sistema de estrés necesita acceder a la información histórica referente a la información histórica referente a experiencias pasadas frente a un experiencias pasadas frente a un estímulo determinado (memoria) y las estímulo determinado (memoria) y las emociones asociadas.emociones asociadas.

Hipocampo junto con otras estructuras Hipocampo junto con otras estructuras límbicas, en particular amígdala límbicas, en particular amígdala determinan si un estímulo es o no determinan si un estímulo es o no estresante, lo cual es critico para el estresante, lo cual es critico para el proceso de aprendizaje y memoria.proceso de aprendizaje y memoria.

Estrés y cogniciónEstrés y cognición

El estrés puede alterar el aprendizaje y El estrés puede alterar el aprendizaje y la memoria.la memoria.

El estrés agudo aumenta la cognición El estrés agudo aumenta la cognición capacitando al organismo para capacitando al organismo para responder ante una amenaza. responder ante una amenaza.

El estrés incontrolable deteriora el El estrés incontrolable deteriora el aprendizaje y la memoria, exacerba el aprendizaje y la memoria, exacerba el daño cognitivo relacionado con el daño cognitivo relacionado con el envejecimiento y aumenta la envejecimiento y aumenta la susceptibilidad de las neuronas susceptibilidad de las neuronas hipocampales a la atrofia o necrosis hipocampales a la atrofia o necrosis por agentes metabólicos.por agentes metabólicos.