Papel de las subunidades alfa del receptor gaba-a en la regulación de la conducta agresiva.

PAPEL DE LAS SUBUNIDADES ALFA DEL RECEPTOR GABAA EN LA
REGULACIÓN DE LA conducta AGRESIVA

Mercedes Martín-López; José Francisco Navarro
Universidad de Málaga
navahuma@uma. es
Receptor GABAA - Agresión - Subunidades - Modelos animales
GABAA receptor

- Aggression - subunits - Animal model

RESUMEN:

El ácido -aminobutírico (GABA) es el principal neurotransmisor inhibidor del sistema
nervioso, y ejerce sus principales acciones farmacológicas a través del receptor ionotrópico
GABAA, cuya composición más frecuente es la formada por la combinación de subunidades
(1)2(2)22. Las características farmacológicas del receptor GABAA parecen depender de la
subunidad que esté presente en cada subtipo de receptor. Aunque numerosos estudios han
implicado al receptor de GABAA en la modulación de la conducta agresiva, aún no
conocemos el papel preciso que las distintas subunidades juegan en la agresión. La razón
principal es la dificultad para conseguir ligandos que muestren selectividad específica por las
subunidades . La introducción de nuevas estrategias que incluyen el uso de modelos
animales "knock-out" y "knock-in", el empleo de ligandos con actividad agonista parcial vs.
total y la existencia de nuevos compuestos con eficacia selectiva abren nuevos horizontes al
estudio del grado de participación que tienen las distintas subunidades del receptor GABAA
en la agresión.

1

ABSTRACT:

-Aminobutyric acid (GABA) is the major inhibitory neurotransmitter in the
brain and exerts its main actions via ionotropic GABAA receptors, being (1)2(2)22
the most abundant subunit combination. The pharmacological characteristics of GABAA
receptor appear to depend on subunit that is present in each receptor subtype.
Although numerous studies have involved to GABA-A receptors in the modulation of
aggressive behaviour, the precise role of the different subunits in aggression is not
known. The main reason is the difficulty to obtain ligands that exhibit specific
selectivity for the subunits. The introduction of new strategies that include the use of
animal models "knock-out" and "knock-in", the use of ligands with partial vs total
agonism activity, as well as the existence of new compounds with selective efficacy
open new perspectives to the study of the implication degree of the different subunits
in aggression.

2

PAPEL DE LAS SUBUNIDADES DEL RECEPTOR GABAA EN
LA REGULACIÓN DE LA conducta AGRESIVA
La conducta agresiva parece estar modulada por distintos sistemas de
neurotransmisores cerebrales entre los que se encuentran el glutamato [1, 2], la
serotonina, la dopamina y el GABA [3]. La existencia de una relación clara entre el
neurotransmisor GABA y la conducta agresiva ha quedado demostrada con distintos
estudios farmacológicos empleando diferentes modelos de agresión, aunque la dirección
de dicha relación no siempre es coincidente. Entre las razones que puedan explicar en
parte esta situación podríamos considerar desde la propia complejidad de la conducta
que estamos estudiando, el modelo de agresión empleado por los distintos autores, la
diversa y amplia distribución de receptores GABAA que han sido identificados y la poca
disponibilidad, hasta ahora, de ligandos con la suficiente selectividad como para poder
abordar de forma sistemática un estudio farmacológico de estos receptores sobre la
agresión.

En este sentido, desde de la práctica clínica se observa la existencia de relación
entre la modulación del GABA cerebral y la agresión. Así, sabemos que las
benzodiacepinas se emplean frecuentemente para el control de la agitación y en los
accesos agresivos [4, 5], y que algunos fármacos que aumentan la acción de GABA,
como el divalproato sódico, han sido propuestos para el tratamiento de la agresión y la
irritabilidad [6]. Sin embargo, se han descrito reacciones paradójicas asociadas al
consumo de benzodiacepinas que conllevan incrementos de la agitación, irritabilidad y
hostilidad [7], habiéndose observado principalmente en sujetos con trastorno de
personalidad límite y trastornos de pánico [8].

FARMACOLOGÍA DE LOS receptores GABA-A
El ácido Gamma-aminobutírico (GABA) es el principal neurotransmisor
inhibidor del sistema nervioso central, y en la mayoría de las neuronas cerebrales se
expresan receptores para éste neurotransmisor. Se conocen tres receptores para el
GABA: GABAA, GABAB y GABAC. Mientras que los receptores GABAA y GABAC
son ionotrópicos y están ligados a un canal de cloro, el GABAB es un receptor
metabotrópico acoplado a una proteína G que media las respuestas de inhibición más

3

lenta y prolongada del GABA [9]. El receptor de GABAA, es el que se encuentra más
ampliamente distribuido a través del sistema nervioso de los mamíferos y parece jugar
un papel importante en el desarrollo postnatal de la plasticidad sináptica [10], así como
en diversas funciones cerebrales. En este sentido, se han observado déficits en la
expresión funcional de estos receptores en trastornos de ansiedad, epilepsia, déficits
cognitivos, esquizofrenia, depresión y en abuso de sustancias [9, 11]. Esto, unido al
hecho de presentar distintos lugares de reconocimiento para compuestos tales como las
benzodiacepinas, barbitúricos y neuroesteroides, entre otros, han convertido al receptor
GABAA en centro de atención con el doble objetivo de descubrir la implicación de estos
receptores en las distintas patologías, y de obtener dianas terapéuticas que permitan el
tratamiento de las mismas.

El receptor de GABAA pertenece a la familia de receptores ligados a canales
iónicos. Está formado por cinco subunidades, cada una de las cuales tiene cuatro
dominios transmembranales (TM1-4), donde el TM2 parece formar la pared del canal
iónico, presentado también un dominio intracelular largo entre TM3 y TM4 donde se
cree que se localiza un lugar de regulación del receptor, al que se unen proteincinasas
[9]. El extenso dominio N-terminal extracelular presenta el sitio de unión del GABA, y
también contiene el lugar de reconocimiento para otros compuestos como las
benzodiacepinas y ligandos no benzodiacepínicos que se unen al mismo lugar (nos
referiremos al lugar de benzodiacepinas independientemente de la familia química a la
que pertenezca el compuesto). Se han identificado 16 subunidades diferentes
clasificadas

en

siete

familias

que

pueden

conformar

este

receptor

(1-6), (1-3), (1-3), , , , , aunque algunos autores incluyen también a la
subunidad como un tipo más de receptor GABA, en lugar de catalogarlo como
receptor GABAC [12]. A pesar de la gran variedad de subunidades del receptor GABAA,
la mayoría de los receptores de GABAA expresados en el cerebro están compuestos por
dos subunidades , dos subunidades y una subunidad , pudiéndose reemplazar ésta
última por , , ó . Además, se cree que la mayoría de los receptores GABAA portan
una sola variante de subunidad , y 9. Recientemente, Olsen y Sieghart [12] han
realizado una clasificación de los subtipos de receptores GABAA y han incluido en la
categoría de receptores "inequívocamente localizados en el cerebro", a nueve subtipos:
1-62, 4, 6, . El receptor GABAA es, por tanto, un complejo receptor en el

4

que el ensamblaje de las cinco subunidades permite la construcción de un canal iónico
de Cl- que atraviesa la membrana celular, que está controlado por un lugar de
reconocimiento para el neurotransmisor GABA, y que presenta también otros lugares de
modulación del receptor [13]. El lugar de unión del neurotransmisor GABA se produce
en la interfase entre la subunidad y , y conduce a la apertura del canal, permitiendo
la entrada rápida de Cl- al interior de la célula [9]. El lugar de reconocimiento para las
benzodiacepinas se produce en la interfase entre la subunidad y . Puesto que se ha
podido constatar que la 2 es la subunidad predominante en los receptores nativos, las
distintas características farmacológicas del receptor GABAA parecen depender de la
subunidad que esté presente en cada subtipo de receptor. De este modo, sólo aquellos
receptores GABAA compuestos por las subunidades 1, 2, 3 5, junto con dos
subunidades y una , son sensibles a benzodiacepinas, mientras que los que presentan
las subunidades 4 ó 6 son "insensibles a benzodiacepinas [12, 14]. También se han
observado diferencias en cuanto a su distribución en la membrana celular, puesto que la
mayoría de los receptores GABAA compuestos por las subunidades 1, 2 3
presentan una localización predominantemente sináptica, siendo los responsables de la
inhibición fásica cerebral, mientras que los que presentan la subunidad 5, así como los
insensibles a benzodiacepinas 4 y 6, están presentes en las zonas extrasinápticas,
donde mediarían la inhibición tónica GABAérgica [9, 15].

El subtipo de receptor de GABAA que más abunda en el sistema nervioso central
es el formado por las subunidades 12 2 (60%), seguido por 22/32 (15-20%),
3n2/3 (10-15%), 532/3 (5%) [14, 16]. Auque pueda parecer que algunos de
estos receptores no son muy abundantes, debido a la amplia distribución y a la
cuantitativa importancia del sistema GABérgico, incluso el menor subtipo de receptores
GABAA tiene una abundancia comparable con aquellos de los receptores de
noradrenalina, dopamina, serotonina o receptores opioides [12]. En cuanto a su
distribución, los diferentes estudios realizados con técnicas inmunocitoquímicas [17] y
de hibridación in situ [18] indican que las subunidades 1, 1, 2, 3 y 2, están
distribuidas a lo largo de todo el cerebro, mientras que las subunidades
2, 3, 4, 5 y 6, se localizan en regiones más específicas. Así, la subunidad 1 se
localiza prácticamente en todas las áreas cerebrales a excepción de la capa de celular
granular del bulbo olfatorio, núcleo reticular talámico, y motoneuronas de la médula
5

espinal [19], y está presente por ejemplo en la amígdala basolateral [20], corteza
cerebral (interneuronas y células principales), células de Purkinje del cerebelo,
hipocampo

(interneuronas

y

células

principales) [14],

núcleo

hipotalámico

ventromedial, núcleo rojo y núcleos del rafe dorsal y medial [21]. La subunidad 2, por
su parte, está presente en la amígdala central [21, 22], corteza cerebral, hipocampo,
hipotálamo, bulbo olfatorio, sustancia gris periacueductal, núcleos del rafe, núcleos
pontinos y neuronas motoras [16, 21]. La presencia de la subunidad 3 es importante en
la corteza cerebral, septum, amígdala, hipotálamo, formación reticular medular, bulbo
olfatorio y también en neuronas colinérgicas del cerebro basal, en el locus coeruleus y
núcleos del rafe (neuronas serotoninérgicas y catecolaminérgicas), así como en la
sustancia gris periacueductal y el área tegmental ventral, habiéndose asociado su
presencia también con las neuronas dopaminérgicas del tronco encéfalo [23]. Y, por
último, la distribución de la subunidad 5 se haya más concentrada en regiones del
hipocampo, estando presente también en amígdala, hipotálamo y corteza cerebral
[16, 21].

En cuanto al funcionamiento del receptor GABAA, el neurotransmisor GABA al
unirse a su receptor provoca la apertura de un canal iónico de cloro, mientras que la
unión de los distintos compuestos al lugar de reconocimiento de las BZD, produce una
modulación del flujo de Cl- a través del canal producido por la acción del GABA. Se
trata, por tanto, de una modulación alostérica, que en este caso produce una
modificación de la frecuencia de apertura del canal iónico [24]. De este modo, los
ligandos del lugar de reconocimiento para BZD en el receptor GABAA pueden actuar
como agonistas totales (moduladores alostéricos positivos), que es como actúa la
mayoría de las benzodiacepinas, produciendo un aumento de la conductancia al Clprovocada por GABA y ocasionando una hiperpolarización de la membrana. Y en el
extremo opuesto nos encontramos con los agonistas inversos (moduladores alostéricos
negativos) como el DMCM (6, 7-dimethxy-4-etil-3(metoxi-carbonil)-b-carbolina), que
disminuyen la frecuencia de apertura del canal de Cl- y se traduce al final en una
despolarización [25]. Por otra parte, los ligandos que actúan como antagonistas
(moduladores cero), tienen la propiedad de unirse con alta afinidad a su receptor, pero
no generan ningún tipo de modificación en él, es decir, no afectan a la acción del GABA
sobre el canal de Cl-; además, estos compuestos no han mostrado tener efectos in vivo

6

[26]. Un ejemplo lo tenemos con el Ro 15-1788 (flumacenilo). Sin embargo, el espectro
de eficacia de los ligandos sobre el receptor GABAA no acaba aquí, puesto que la
actividad intrínseca de los compuestos puede ser total o parcial, cubriendo el intervalo
que existe entre los dos extremos (agonista total-agonista inverso total). De este modo,
el bretazenil fue desarrollado como agonista parcial que posee entre un 20-40% de
eficacia sobre receptores que contienen las subunidades 1, 2, 3 y 5 en pruebas
electrofisiológicas, en comparación con benzodiacepinas clásicas [27].

El conocimiento de la composición de subunidades que conforman el receptor
GABAA, y el descubrimiento de que las propiedades farmacológicas de los ligandos
benzodiacepínicos parecen depender de la afinidad que presenten por las distintas
subunidades del receptor GABAA, ha favorecido la aparición de nuevos compuestos
farmacológicos cada vez más selectivos, así como el desarrollo de modelos de animales
transgénicos "knock-out" y "knock-in" para las distintas subunidades del receptor
GABAA. El objetivo de ambas aproximaciones es el de vislumbrar el grado de
participación que puedan tener estas subunidades en la modulación de la ansiedad, la
acción anticonvulsiva, sedantes y miorrelajante de los compuestos benzodiacepínicos
que se unen al receptor GABAA.
Así, en relación a la ansiedad, sedación, y efecto anticonvulsivo, se han
realizado numerosos trabajos, y aunque los resultados obtenidos en estudios con ratones
"knock-out" y "knock-in" para subunidades , y los obtenidos con el abordaje
farmacológico no siempre son coincidentes (en parte debido a las limitaciones propias
de cada aproximación), podemos afirmar que la subunidad 1 está especialmente
implicada en los efectos sedantes y anticonvulsivos observados en ligandos [28-30], las
subunidades 2 y 3 parecen estar más relacionadas con la acción ansiolítica [31-34] y
la subunidad 5 estaría involucrada en el aprendizaje [35, 36], y posiblemente también
en la ansiedad [37].

receptores GABA-A Y conducta AGRESIVA
Sin embargo, las investigaciones relacionadas con la agresión no se han dirigido
aún a realizar un análisis detallado del receptor de GABAA. En este sentido, la mayoría
de estudios realizados en investigación animal ha empleado fármacos clásicos, con poca

7

selectividad por las subunidades del receptor GABAA. Así, benzodiacepinas clásicas
como el diacepam y clordiacepóxido han mostrado ejercer una acción antiagresiva en el
modelo de agresión inducida por aislamiento [38-40], aunque acompañada a veces de
efectos motores [41], así como una reducción de la agresión en el modelo intrusoresidente [42]. Asimismo, se ha descrito reducción de la agresión con otras
benzodiacepinas como clobazam [43], bentacepam [44] o midazolam [45]. Otros
compuestos no benzodiacepínicos como la zopiclona (ciclopirrolona), que tampoco
exhibe selectividad por las distintas subunidades , ha mostrado una acción antiagresiva
específica en el modelo de agresión inducida por aislamiento [46, 47], habiéndose
demostrado también su acción antiagresiva en los modelos de agresión inducida por
shock eléctico [48] y en conducta muricida de ratas [49]. El zolpidem, por su parte, una
imidazopiridina que presenta entre 10-20 veces más afinidad por los receptores 1GABA-A que por los que presentan la subunidad 2 y 3, y es insensible a los
receptores que presentan la subunidad 5 [50], ha reducido la conducta agresiva de
ratones en el modelo de residente-intruso tanto cuando se administraba sólo, como
cuando se hacía tras el tratamiento con alcohol, aunque algunos trabajos atribuye este
efecto a su acción sedante [51]. Sin embargo, se ha podido comprobar que el zolpidem,
a dosis no sedantes, también consigue reducir las conductas agresivas en el modelo de
agresión inducida por aislamiento [47]. De modo que, aunque no sabemos en qué grado,
los receptores 1-GABAA sí parecen contribuir en la regulación de la conducta agresiva
evaluada en modelos animales.
Respecto a las subunidades 2, 3 y 5, tan sólo hay dos trabajos que hayan
evaluado su posible participación en la regulación de la agresión. Nuestro grupo ha
sometido a examen un compuesto con afinidad selectiva por la subunidad 3 (SB205384) en el modelo de agresión inducida por aislamiento [52]. Se trata de una
sustancia perteneciente al grupo de los benzotiopenos que actúa como un modulador
alostérico positivo del receptor GABAA [53]. Con las dosis empleadas en este trabajo
(0. 5-4 mg/kg, ip) no se observó efecto alguno sobre la conducta agresiva, a pesar de que
sus receptores están presentes en áreas cerebrales implicadas en la regulación de la
agresión (tales como amígdala, hipotálamo, septum, sustancia gris periacueductal)
[19, 20], lo cual puede interpretarse de varias formas, bien porque el receptor GABAA
con la subunidad 3 no esté implicado en la modulación de la agresión, que sería la

8

interpretación más sencilla pero difícil de entender por la localización de sus receptores,
bien porque este compuesto presente un mecanismo de acción nuevo, algo diferente al
de los que se ligan al lugar de reconocimiento de benzodiacepinas en el receptor
GABAA [53], o bien, porque se requieran dosis más altas para conseguir una mayor
ocupación del receptor para poder observar efectos. Por otra parte, nuestro grupo
también ha evaluado, en el modelo de agresión inducida por aislamiento, los efectos de
la administración aguda de L-655, 708 (0. 625-5 mg/kg, ip) [54], un potente y selectivo
ligando para el lugar de reconocimiento de benzodiapinas del receptor 5-GABAA. Es
un agonista parcial inverso que muestra unas 100 veces más selectividad por los
receptores 5-GABAA que por los 1-GABAA [55]. Los resultados mostraron una
reducción significativa de conductas agresivas sólo con la dosis más alta (5 mg/kg), sin
que se observara reducción en la actividad motora. Sin embargo, no podemos hablar de
una acción antiagresiva específica porque esta reducción de la agresión se vio
acompañada de incrementos en conducta de evitación/huida y de exploración no social,
que tradicionalmente se ha empleado como buen predictor de la acción ansiogénica de
un fármaco [56], y que concuerda con el efecto ansiogénico descrito con éste fármaco en
el test elevado en cruz [37], efecto que podría estar mediado por los receptores 5GABAA del hipocampo, región que está involucrada también en la modulación de la
ansiedad [57]. Aunque no hay más estudios que hayan evaluado la acción de un ligando
específico del receptor 5-GABAA en un modelo de agresión, sí tenemos datos del
efecto de compuestos que, como el L-655, 708, son agonistas parciales inversos (pero
con afinidad por todas las subunidades del receptor GABAA), en los que también se
ha descrito una reducción de las conductas agresivas junto con incrementos en
conductas de evitación/huida en distintos modelos animales de laboratorio, como
agresión maternal [58], conflicto social [59] y agresión inducida por aislamiento [60].
Así, la mayoría de los compuestos probados parecen tener un efecto antiagresivo,
aunque también se han descrito incrementos de agresión inducido por benzodiacepinas
en ratones y en primates no humanos, similar al efecto "paradójico" descrito en
humanos [4, 61].

Otras evidencias que apoyan la relación entre el receptor de GABAA y la
agresión proceden de estudios realizados por Siegel et al. [62], quienes han demostrado
la implicación de las neuronas GABAérgicas en el control de las conductas agresivas

9

inducidas por la estimulación del hipotálamo, una de las estructuras más estudiadas,
especialmente en gatos y en ratas, por su participación en la expresión de la conducta
agresiva. En gatos, se ha postulado la existencia de neuronas GABAérgicas tanto en
hipotálamo medial como en el lateral, que mantienen relaciones recíprocas y cuya
función sería la de inhibir el ataque predatorio o el ofensivo [62], mientras que en rata se
ha identificado una densidad importante de neuronas GABAérgicas en la denominada
"área hipotalámica de ataque" (HAA), un área delimitada del hipotálamo desde la cual
se pueden generar estas conductas [63]. Asimismo, la administración de antagonistas del
receptor GABAA en esta región ha sido suficiente para provocar la aparición de
conductas de ataque [64, 65]. Y, en este mismo sentido, la destrucción quirúrgica del
hipotálamo posteromedial consigue eliminar las conductas violentas en humanos [66],
demostrando que el área hipotálamica implicada en el ataque está presente también en
humanos y que, por tanto, el hipotálamo contiene un área que controla el ataque en
todas las especies de mamíferos [63].

Asimismo, en un estudio reciente en el que compara la actividad cFos en la
corteza prefrontal de ratas que pasaban por encuentros agresivos frente a otras que sólo
mantenían contacto sensorial con el intruso, se ha observado que las áreas infralímbicas
y medial orbital de la corteza prefrontal, se activan sólo en ratas que habían pasado por
el encuentro agresivo. Los autores encontraron un aumento en la actividad de neuronas
piramidales glutamatérgicas, y en las ratas que mostraron una agresión más violenta
observaron una reducción significativa en la actividad de neuronas GABAérgicas tanto
en el área infralimbica y medial orbital (activadas sólo en las ratas agresivas), como en
zonas de la ínsula agranular y corteza orbital ventral, planteando que, tal vez, la
disminución de la inhibición local podría desorganizar los circuitos de la corteza
prefrontal, conduciendo a una disminución de la inhibición que la corteza prefrontal
debería ejercer sobre la agresión [67]. Y en estudios previos realizados para evaluar la
participación del lugar de reconocimiento para benzodiacepinas del receptor GABAA en
la agresión, se observó que en animales que habían sido seleccionado por manifestat un
mayor nivel de agresión se apreciaba una reducción significativa de lugares de unión
para 3H-Ro-15, 1788 (flumacenilo) en corteza cerebral, hipotálamo e hipocampo, al ser
comparados con ratones que exhibían niveles más bajos de agresión [68].

NUEVAS PERSPECTIVAS FARMACOLÓGICAS
10

En suma, parece claro que el neurotransmisor GABA, a través de su receptor
GABAA, está implicado en la modulación de la conducta agresiva, pero lo que no
sabemos aún es el grado de participación que tiene cada subtipo de receptor -GABAA
en su control. El abordaje farmacológico de su estudio se encuentra con la gran
dificultad de conseguir compuestos con afinidad selectiva por los distintos subtipos de
receptor -GABAA. En un principio fue relativamente fácil encontrar ligandos que
distinguieran entre el denominado receptor de benzodiacepinas tipo I (1-GABAA) y el
receptor de benzodiacepinas tipo II (que se corresponden con receptor de GABAA que
contienen las subunidades 2, 3 y 5) [69], pero ha resultado muy difícil obtener
compuestos que presenten afinidad selectiva por las distintas subunidades del segundo
grupo (2, 3 y 5), por lo que se ha optado por buscar otros medios para conseguir la
selectividad por los subtipos de receptor [70]. Así, se han conseguido compuestos que
muestran eficacia selectiva (selectividad funcional), es decir, se trata de ligandos que
presentan afinidad similar por las distintas subunidades (no son selectivos en términos
de afinidad por el receptor), pero que muestran distinta actividad intrínseca [27]. En este
sentido, disponemos de compuestos como SL-651498, que presenta un agonismo total
sobre receptores 2-GABAA y 3-GABAA, y un perfil de agonista parcial sobre los
receptores de GABAA que contienen la subunidad 1 y 5 [71], TPA023, que muestra
agonismo parcial sobre los receptores 2-GABAA y 3-GABAA, y no presenta
actividad intrínseca (antagonista) sobre los receptores 1-GABAA y 5-GABAA [27],
o TP003, que exhibe un agonismo casi total (83%) por la subunidad 3 y menos del 15
% por la subunidad 2 [33], entre otros compuestos.

Otra estrategia útil para estudiar el nivel de participación de un subtipo de
receptor es tener en cuenta el grado de actividad intrínseca que produce el compuesto
(agonismo total vs. parcial) sobre su receptor [27, 72]. En este sentido, mientras que los
estudios farmacológicos que han empleado ligandos agonistas totales con afinidad
selectiva por 1-GABAA, como zolpidem y zaleplon, encuentran escasos efectos
ansiolíticos [73], y los modelos genéticos que anulan la subunidad 1 siguen
observando efectos ansiolíticos al administrar benzodiacepinas clásicas como diacepam,
llevándonos a pensar que el receptor 1-GABAA no participa en la ansiedad, otros
compuestos con actividad intrínseca parcial y afinidad selectiva por la subunidad 1
como el CL-218, 872 han demostrado poseer actividad ansiolítica en distintos modelos
11

de ansiedad sin mostrar sedación [74, 75]. Y lo mismo ocurre con el oncinaplon, un
ligando con afinidad por la subunidad 1, que produce efectos ansiolíticos [76]. De este
modo, algunos autores se están planteando que, tal vez, la disparidad de resultados
obtenidos en los distintos estudios de agresión pueda deberse a la afinidad que presenten
los compuestos por las distintas subunidades alfa y/o al grado de actividad intrínseca
(eficacia) que presenten [51].

Además, en la práctica clínica, el desarrollo de tolerancia a los efectos de
moduladores alostéricos clásicos tales como diacepam, lorazepam o alprazolam, que
actúan como agonistas totales de las subunidades 1, 2, 3 y 5, en general, tiene
lugar en primer lugar a sus efectos sedantes, después a su acción anticonvulsiva y, por
último, a su acción ansiolítica [71, 77]. Y, por otra parte, las investigaciones que se han
centrado en el estudio de los mecanismos que subyacen al desarrollo de tolerancia y/o
dependencia a los efectos de las benzodiacepinas que actúan como moduladores
alostéricos totales del GABAA sobre diferentes subtipos de receptores, parecen
demostrar que esos cambios conductuales están más relacionados con las características
farmacodinámicas de los compuestos que con sus características farmacocinéticas [7779]. En este sentido, Auta et al. [79] utilizaron diazepam (agonista total con afinidad
similar por 1, 2, 3 y 5), imidazenil (agonista total con alta afinidad por la
subunidad 5) y bretazenil (agonista parcial con afinidad similar por las distintas
subunidades) en el estudio del desarrollo de tolerancia a la acción anticonvulsiva de
estos compuestos, y comprobaron que las diferencias observadas entre ellos no podía
ser atribuída a sus diferencias farmacocinéticas, puesto que las concentraciones
cerebrales de esos compuestos y de sus metabolitos no mostraban diferencias entre los
animales con tratamiento agudo y los que recibían el tratamiento crónico. En esta línea,
distintos trabajos ponen de manifiesto de forma cada vez más clara que el efecto
observado tras la administración crónica de los distintos compuestos, va a depender
tanto de su actividad intrínseca (total vs. parcial), como de la selectividad (funcional o
por afinidad) que presenten [80]. Así, Mirza y Nielsen [80], tras evaluar la potencia in
vitro/in vivo, del tiempo de exposición/ocupación del receptor, selectividad y eficacia,
como factores potenciales para que los moduladores positivos del lugar de
benzodiacepinas generen dependencia física, llegaron a la conclusión de que la
combinación de una baja actividad intrínseca y una mayor selectividad por las

12

subunidades , haría más probable reducir la dependencia física producida por algunos
de estos compuestos.

En definitiva, la aproximación que se plantea es necesaria para comprender los
matices farmacológicos que no son fácilmente discernibles cuando se emplea la
aproximación genética, puesto que tanto los modelos transgénicos "knock-out", que
inactivan la subunidad objeto de estudio, como los "knock-in", que convierten a la
subunidad en insensible a benzodiacepinas, impiden observar la acción del fármaco
sobre su receptor, no permitiendo evaluar el nivel de eficacia funcional (total-parcial)
que se requiere, además de la selectividad (afinidad) necesaria para observar eficacia in
vivo.

13

REFERENCIAS

1. Navarro JF, Postigo D, Martín-López M, Burón E. Antiaggressive effects of MPEP, a
selective antagonist of mGlu5 receptors, in agonistic interactions between mice. Eur J
Pharmacol 2006; 551: 67-70.
2. Navarro JF, De Castro V, Martín-López M. JNJ16259685, a selective mGlu1
antagonist, suppresses isolation-induced aggression in male mice. Eur J Pharmacol
2008; 586: 217-220.
3. Miczek KA, Fish EW, Bold JF, De Almeida RM. Social and neural determinants of
aggressive behavior: pharmacotherapeutic targets at serotonin, dopamine and gammaaminobutyric acid systems. psychopharmacology 2002; 163: 434-458.
4. Gourley SL, DeBold JF, Yin W, Cook J, Miczek KA. Benzodiazepines and
heightened aggressive behaviour in rats: reduction by GABAA/alpha1 receptor
antagonists. psychopharmacology 2005; 178: 232-240.
5. Siegel A, Bhatt S, Bhatt R, Steven S, Zalcman S. The neurobiological bases for
development

of

pharmacological

treatments

of

aggressive

disorders.

Curr

Neuropharmacol 2007; 5: 135-147.
6. Kavoussi RJ, Coccaro EF. Divalproex sodium for impulsive aggressive behavior in
patients with personality disorder. J Clin Psychiatry 1998; 59: 676-680.
7. Robin C, Trieger N. Paradoxical reactions to benzodiazepines in intravenous
sedation: a report of 2 cases and review of the literature. Anesth Prog 2002; 49: 128132.
8. Weinbroum, A, Szold O, Ogorek D, Flaishon R. The midazolam-induced paradox
phenomenon is reversible by flumazenil. Epidemiology, patient characteristics and
review of the literature. Eur J Anaesthesiol 2001; 18: 789­797
9. Jacob TC, Moo SJ, Jurd R. GABA-A receptor trafficking and its role in the dynamic
modulation of neuronal inhibition. Nat Rev Neurosci 2008; 9: 331-343.
10. Foeller E, Feldmann DE. Synaptic basis for developmental plasticity in
somatosensory cortex. Curr Opin Neurobiol 2004; 14: 89-95.
11. Möhler H. Molecular regulation of cognitive functions and developmental plasticity:
impact of GABAA receptors. J Neuroschem 2007; 102: 1-2.
12. Olsen RW, Sieghart W. GABA-A receptors: subtypes provide diversity of function
and pharmacology. Neuropharmacology 2009; 56: 141-148.

14

13. Sarto-Jackson I, Sieghart W. Assembly of GABA-A receptors. Mol Membr Biol
2008; 25: 302-310.
14. Mckernan RM, Whiting PJ. Which GABAA-receptor subtypes really occur in the
brain?. Trends Neurosci 1996; 116: 475-482.
15. Alexander SPH, Mathie A, Peters JA. Guide to receptor and channels (GRAC), 3rd
edn. Br J Pharmacol 2008; 153 (suppl. 2): S1-S09.
16. Möhler H. GABAA receptor diversity and pharmacology. Cell Tissue Res 2006;
326: 505-516.
17. Pirker S, Schwarzer C, Wieselthaler A, Sieghart W, Sperk G. GABA-A receptors:
immunocytochemical distribution of 13 subunits in the adult rat brain. Neuroscience
2000; 101: 815­850
18. Persohn E, Malherbe P, Richards JG. Comparative molecular neuroanatomy of
cloned GABAA receptor subunits in the rat CNS. J Comp Neurol 1992; 326: 193-216.
19. Fritschy JM, Brüning I. Formation and plasticity of GABAergic synapse:
physiological mechanismis and pathophysiological implications. Pharmacol Ther 2003;
98: 299-323.
20. Fritschy JM, Möhler H. GABA(A)-receptor heterogeneity in the adult rat brain:
Differential

regional

and

cellular

distribution

of

seven

major

subunits

J Comp Neurol 2005; 35: 154-194.
21. Heldt SA, Ressler KJ. Forebrain and midbrain distribution of major benzodiazepinesensitive GABAA receptor subunits in the adult C57 mouse as assessed with in situ
hybridization. Neuroscience 2007; 150: 370-385.
22. Kaufmann WA, Humpel C, Alheid GF, Marksteiner J. Compartimentation of alpha
1 y alpha 2 GABAA receptor subunits within rat extended amygdala: implications for
benzodiazepine action. Brain Res 2003; 964: 91-99.
23. Gao B, Hornung JP, Fritschy JM. Identification of distinct GABAA receptor
subtypes in cholinergic and parvalbumin-positive neurons of the rat and marmoset
medial septum-diagonal band complex. Neuroscience 1995; 65: 101-117.
24. Sieghart W, Sperk G. Subunit composition, distribution and function of GABAA
receptor subtypes. Curr Topics Med Chem 2002; 2: 795-816.
25. Haefely WE, Martin JR, Richards JG, Schoch P. The multiplicity of actions of
benzodiazepine receptor ligands, Can J Psychiatry 1993; 38 (suppl, 4): 102-108.
26. Haefely WE. The preclinical pharmacology of flumazenil. Eur J Anaesthesiol 1988;
2: 25-36.
15

27. Reynolds DS The value of genetic and pharmacological approaches to
understanding the complexities of GABAA receptor subtype functions: the anxiolytic
effects of benzodiazepines. Pharmacol Biochem Behav 2008; 90: 37-42.
28. McKernan RM, Rosahl TW, Reynolds DS, Sur C, Wafford KA, Atack JR, et al.
Sedative but not anxiolytic properties of benzodiazepines are mediated by the
GABA(A) receptor alpha1 subtype. Nat Neurosci 2000; 3: 587­92.
29. Rudolph U, Crestani F, Benke D, Brunig I, Benson JA, Fritschy JM, et al.
Benzodiazepine actions mediated by specific gamma-aminobutyric acid(A) receptor
subtypes. Nature 1999; 401: 796­800.
30. Rudolph U, Möhler H. Analysis of GABAA receptor function and dissection of the
pharmacology of benzodiazepines and general anesthetics through mouse genetics.
Annu Rev Pharmacol Toxicol 2004; 44: 475-498.
31. Atack JR, Hutson PH, Collison N, Marshall G, Bentley G, Moyes C, et al.
Anxiogenic properties of an inverse agonist selective for alpha3 subunit-containing
GABAA receptors. Br J Pharmacol 2005; 144: 357-366.
32. Morris HV, Dawson GR, Reynolds DS, Atack JR, Stephens DN. Both 2 and 3
GABAA receptors subtypes mediate the anxiolytic properties of benzodiazepine site
ligands in the conditioned emotional response paradigm. Eur J Neurosci 2006; 23:
2495-2504.
33. Dias R, Sheppard WF, Fradley RL, Garrett EM, Stanley JL, Tye SJ. et al. Evidence
for a significant role of alpha 3-containing GABAA receptors in mediating the anxiolytic
effects of benzodiazepines. J Neurosci 2005; 25: 10682-8.
34. Navarro JF, Burón E, Martín-López M. Anxiolytic-like activity of SB 205384 in the
elevated-plus maze test in mice. Psicothema 2006; 18: 100-104.
35. Collinson N, Kuenzi FM, Jarolimek W, Maubach KA, Cothliff R, Sur C, et al.
Enhanced learning and memory and altered GABAergic synaptic transmission in mice
lacking the 5 subunit of the GABA-A receptor. J Neurosci 2002; 22: 5572-5580.
36. Crestani F, Keist R, Fritschy JM, Benke D, Vogt K, Prut L et al. Trace fear
conditioning involves hippocampal alpha5 GABAA receptors. Proc Natl Acad Sci USA
2002; 99: 8980­8985.
37. Navarro JF, Burón E, Martín-López M. Anxiogenic-like activity of L-655, 708, a
selective ligand for the benzodiazepine site of GABAA receptors which contain the
alpha-5 subunit, in the elevated plus-maze test. Prog NeuroPsychopharmacol Biol
Psychiatry 2002; 26: 1389-1392.
16

38. Da Vanzo JP, Daugherty M, Ruckart R, Kang L. Pharmacological and biochemical
studies in isolation-induced fighting mice. Psychopharmacologia 1966; 9: 210-219.
39. Krsiak M. Effects of drugs on behaviour of aggressive mice. Br J Pharmacol 1979;
65: 525-533.
40. Sulcova A, Krsiak M. Differences among nine 1, 4-benzodiazepines: an
ethopharmacological evaluation in mice. psychopharmacology 1989; 97: 157-159.
41. Martín-López M, Navarro JF. Acute and chronic effects of diazepam on agonistic
encounters between male mice. Med Sci Res 1997; 25: 667-669.
42. Mitchell PJ, Redfern PH. Acute and chronic antidepressant drug treatments induce
opposite effects in the social behaviour of rats. J Psychopharmacol 1992; 6: 241-257.
43. Martín-López M, Navarro JF. Behavioral profile of clobazam in agonistic
encounters between male mice. Med Sci Res 1996; 24: 89-91.
44, Martín-López M, Navarro JF. Behavioral profile of bentazepam, an anxiolytic
benzodiazepine, in agonistic encounters between male mice. Med Sci Res 1998; 25:
335-337.
45. Martín-López M, Navarro JF. Efectos de la administración de midazolam sobre la
conducta agonística en ratones machos. Psicothema 1999; 11: 367-374
46. Martín-López M, Caño A, Navarro JF. Effects of zopiclone on social encounters
between male mice. Med Sci Res 1994; 22: 729-730.
47. Martín-López M, Navarro JF. Antiaggressive effects of zolpidem and zopiclone in
agonistic encounters between male mice. Aggressive Behav 2002; 28: 416-425.
48. Julou L, Bardone MC, Blanchard JC, Garret C, Stutzmann JM. Pharmacological
studies on zopiclone. Pharmacology 1983; 27: 46-58.
49. Ueki S. Behavioral pharmacology of zopiclone. Sleep 1987; 10:1-6.
50. Wingrove PB, Safo P, Wheat L, Thompson SA, Wafford KA, Whiting PJ.
Mechanism of subunit selectivity of benzodiazepine pharmacology at -aminobutyric
acid type A receptors. Eur J Neurosci 2002; 437: 31­39.
51. De Almeida RMM, Rowlett JK, Cook JM, Yin W, Miczek KA. GABAA/1
receptor agonists and antagonists: effects on species-typical and heightened aggressive
behavior after alcohol self-administration in mice. psychopharmacology 2004; 172:
255­263,
52. Navarro JF, Burón E, Martín-López M. Effects of SB-205384, a positive modulator
of alpha3-subunit-contining GABAA receptors, on isolation-induced aggression in male
mice. Psicothema 2008; 21: 144-147.
17

53. Meadows HJ, Kumar CS, Pritchett DB, Blackburn TP, Benham CD. SB-205384: A
GABA-A receptor modulator with novel mechanism of action that shows subunit
selectivity. Br J Pharmacol 1998; 123: 1253-1259
54. Navarro JF, Burón E, Martín-López M. Behavioral profile of L-655, 708, a selective
ligand for benzodiazepine site of GABAA receptors which contain the alpha-5 subunit,
in social encounters between male mice. Aggressive Behav 2004; 30: 319-325.
55. Casula MA, Bromidge FA, Pillai GV, Wingrove PB, Martin K. Seabrook GR, et al.
Identification of amino acid residues responsible for the alpha5 subunit binding
selectivity of L-655, 708, a benzodiazepine binding site ligand at the GABA(A)
receptor. J Neurochem 2001; 77: 445-451.
56. Brain PF, Kusumorini N, Benton D. ``Anxiety'' in laboratory rodents: a brief review
of some recent behavioural developments. Behav Processes 1991; 25: 71-80.
57. DeGroot A, Treit D. Septal GABAergic and hippocampal cholinergic systems
interact in the modulation of anxiety. Neuroscience 2003; 117: 493­501.
58. Mos J, Olivier B, van Der Piel AM. Modulatory actions of benzodiazepine receptor
ligands on agonistic behavior. Physiol Behav 1987; 41: 265­278.
59. Sulcova A, Krsiak M, Donát P. b-CCE and FG 7142 increase defensiveness during
intraspecies encounters in mice. psychopharmacology 1992; 108: 205­209.
60. Beltrán D, Navarro JF. Efectos de la administración de N-metil-beta-carbolina-3carboxamida sobre la conducta agonística en ratones machos. Psicothema 2002; 14:
205-208.
61. DiMascio A. The effects of benzodiazepines on aggression: reduced or increased.
Psychopharmacoly 1973; 30: 95­102
62. Siegel A, Roeling TA, Gregg TR, Kruk MR. Neuropharmacology of brainstimulation-evoked aggression. Neurosci Biobehav Rev 1999; 23: 359-389.
63. Hrabovszky E, Halász J, Meelis, W, Kruk MR, Liposits ZS, Haller J.
Neurochemical characterization of hypothalamic neurons involved in attack behaviour:
Glutamtergic dominance and co-expression of thyrotropin-releasing hormone in a
subset of glutamatergic neurons. Neuroscience 2005; 133: 657-666.
64. Adams DB, Boudreau W, Cowan CW, Kokonowski C, Oberteuffer K, Yohay K.
Offense produced by chemical stimulation of the anterior hypothalamus of the rat.
Physiol Behav 1993; 53: 1127-1132.

18

65. Roeling TA, Kruk MR, Schuurmans R, Veening JG. Behavioural responses of
bicuculline methiodide injections into the ventral hypothalamus of freely moving,
socially interacting rats. Brain Res 1993; 615: 121­127.
66. Sano K, Yoshioka M, Ogashiwa M, Ishijima B, Ohye C. Posteromedial
hypothalamotomy in the treatment of aggressive behaviors. Conf Neurol 1966; 27: 164167.
67. Halász J, Tóth M, Kalló I, Liposits Z, Haller J. The activation of prefrontal cortical
neurons in aggression. A double labeling study. Behav Brain Res 2006; 175: 166­175.
68. Weerts E, Miller L, Hood K, Miczek K. Increased GABAA dependent chloride
uptake in mice selectively bred for low aggressive behavior. Psychopharmacology
1992; 108: 196­204
69. Squires RF, Benson DI, Braestrup C, Coupet J, Klepner CA, Myers V, et al. Some
properties of brain specific benzodiazepine receptors: new evidence for multiple
receptors. Pharmacol Biochem Behav 1979; 10: 825-830.
70. Lewis RT, Blackably WP, Blackburn T, Jennings ASR, Pike A, Wilson RA, et al. A
pyridazine series of 2/3 subtype selective GABA-A agonists for the treatment of
anxiety. J Med Chem 2006; 49: 2600-2610.
71. Licata SC, Rowlett JK. Abuse and dependence liability of benzodiazepine-type
drugs: GABA-A receptor modulation and beyond. Pharmacol Biochem Behav 2008; 90:
74-89.
72. Mathiasen LS, Mirza NR, Rodgers RJ. Strain-and model-dependent effects of
chlordiazepoxide, L-383, 417 and zolpidem on anxiety-like behaviours in laboratory
mice. Pharmacol Biochem Behav 2008; 90: 19-36.
73. Griebel G, Sanger DJ, Perrault G. Further evidence for differences between nonselective and BZ-1 selective, benzodiazepine receptor ligands in murine models of
"state" and "trait" anxiety. Neuropharmacology 1996; 35: 1081-1091.
74. Lippa AS, Coupet J, Greenblatt EM, Klepner CA, Beer B. A synthetic nonbenzodiazepine ligand for benzodiazepine receptors: a probe for investigating neuronal
substrates of anxiety. Pharmacol Biochem Behav 1979; 11: 99-106.
75. Pellow S, File S. Anxiolytic and anxiogenic drug effects on exploratory activity in
an elevated plus-maze: a novel test of anxiety in the rat. Pharmacol Biochem Behav
1986; 24: 525-529.
76. Basile AA, Lippa AS, Skolnick P. Anxioselective anxiolytics: can less be more ?
Eur J Pharmacol 2004; 500: 441-451.
19

77. Auta J, Impagnatiello F, Kadriu B, Guidotti A, Costa, E. Imidazenil: a low efficacy
agonist at 1-GABAA but high efficacy at alpha5-GABA-A receptors fail to show
anticonvulsant cross tolerance to diazepam or zolpidem. Neuropharmacolgy 2008; 55:
148-153.
78. Woods J, Katz J, Winge, G. Benzodiacepines: use, abuse, and consequences.
Pharmacol Rev 1992; 44: 151-347.
79. Auta J, Giusti P, Guidotti A, Costa E. Imidazenil, a positive allosteric modulator of
GABA-A receptors, exhibits low tolerance and dependence liabilities. J Pharmacol Exp
Ther 1994; 270: 1262-1269.
80. Mirza NR, Nielsen E. Do subtype-selective -Aminobutyric AcidA receptor
modulators have a reduced propensity to induce physical dependence in mice? J
Pharmacol Exp Ther 2006; 316: 1378-1385.

20