El sistema antioxidante del glutatión en la etiopatología de la disfunción nigro-estriatal / Glutathione antioxidant system in the etiopathology of nigrostriatal dysfunction

La enfermedad de Parkinson es una enfermedad neurodegenerativa crónica que afecta a las personas de la tercera edad. En una minoría de los casos la enfermedad es de origen genético pero en el resto, la causa es idiopática. En este sentido, la acumulación de los radicales libres y la pérdida de la homeostasis del glutatión se han señalado como posibles agentes causales. El presente texto se propuso revisar las evidencias experimentales que apoyan la participación de los radicales libres y la pérdida de la homeostasis del glutatión en el comienzo y la progresión de la degeneración de la substantianigrapars compacta. El estrés oxidativo en la enfermedad de Parkinson´s puede estar relacionado con las propiedades pro-oxidantes intrínsecas de la dopamina y elevadas concentraciones de hierro en la substantianigrapars compacta, que promueven la oxidación de la dopamina y la generación de especies reactivas del oxígeno. Cualquier evento que desencadene estos mecanismos, genera un daño celular. La disminución del glutatión es una de las alteraciones bioquímicas más tempranas, detectadas en asociación con la enfermedad de Parkinson y se ha relacionado con la inhibición del complejo I de la cadena de transporte mitocondrial, daño oxidativo, activación glial, entre otros que favorecen la neurodegeneración. Estas evidencias sugieren la necesidad de mantener la homeostasis del glutatión en el sistema dopaminérgico y su vínculo con la etiología de la degeneración nigro-estriatal, lo que tiene una potencial aplicación en la práctica clínica.

Parkinson's disease is a chronic neurodegenerative condition affecting elderly persons. In a minority of cases the disease has a genetic origin, but in most the cause is idiopathic. Accumulation of free radicals and loss of glutathione homeostasis have been pointed at as possible causal agents. The purpose of the study was to review experimental evidence supporting the involvement of free radicals and loss of glutathione homeostasis in the outset and progress of substantia nigra pars compacta degeneration. Oxidative stress in Parkinson's disease may be related to the intrinsic pro-oxidant properties of dopamine and high iron concentrations in the substantia nigra pars compacta, promoting dopamine oxidation and the generation of reactive oxygen species. Any event triggering these mechanisms will cause cell damage. Glutathione reduction is one of the earliest biochemical alterations detected in association with Parkinson's disease, and it has been related to the inhibition of complex I of the mitochondrial transport chain, oxidative damage and glial activation, among other factors leading to neurodegeneration. This evidence points to the need to maintain glutathione homeostasis in the dopaminergic system, as well as its relationship to the etiology of nigrostriatal degeneration, of potential application in clinical practice.

El núcleo pedunuulopontino y su relación con la fisiopatología de la enfermedad de parkinson / The Pedunculopontine Nucleus and its Relationship to the Pathophysiology of Parkinson's Disease

Varias décadas de investigaciones neuropatológicas e imagenológicas han proporcionado suficientes evidencias acerca de las alteraciones en la neurotransmisión colinérgica que acompañan a la disfunción dopaminérgica en la enfermedad de Parkinson (EP). El núcleo pedunculopontino tegmental laterodorsal (NPP) representa una de las fuentes principales de proyecciones colinérgicas en el cerebro y a su vez es el origen de la única proyección colinérgica que recibe la substantia nigra pars compacta (SNpc). Actualmente el estudio de la participación del NPP en la fisiopatología de la EP toma en cuenta dos vertientes: el impacto de la pérdida temprana de la influencia excitatoria pontina sobre la SNpc asociado a la degeneración temprana del NPP y la estimulación a baja frecuencia del NPP como tratamiento quirúrgico beneficioso para los signos axiales de la EP. El NPP ha emergido como una estructura esencial en la comprensión de la fisiopatología de la EP dado sus relaciones con los núcleos de los ganglios basales, el tálamo, la corteza motora y la médula espinal. La degeneración de algunas de sus poblaciones neuronales en etapas presintomáticas de la EP ha sugerido una relación causa-efecto entre este hallazgo y la muerte de las células dopaminérgicas nigrales. Por otra parte la estimulación del NPP tiene resultados favorables sobre los trastornos posturales y de la marcha, los cuales se presentan en etapas tardías de la EP y son refractarios a otros tratamientos farmacológicos y quirúrgicos.

Several decades of neuropathologic and imagenologic investigations have provided sufficient evidences about alterations in cholinergic neurotransmission that go together with the dopaminergic dysfunction in Parkinson s disease (PD). The laterodorsal tegmental pedunculopontine nucleus (PPN) represents one of the main sources of cholinergic projections into the brain and at the same time the origin of the only cholinergic projection that substantia nigra pars compacta (SNpc) receives. At present, the study of the PPN participation as part of the physiopathology of PD has two notions: the impact of the lack of pontine excitatory influence on SNpc, associated to the early degeneration of PPN as well as the low frequency stimulation in the PPN as a beneficial surgical treatment for the axial symptoms of PD. PPN has emerged as an essential structure in the comprehension of PD physiopathology, given by its relation with the basal ganglia nuclei, thalamus, motor cortex and the spinal cord. The degeneration of some of its neuronal populations in PD pre symptomatic steps, has suggested a cause- and-effect relation on this finding and the death of nigral dopaminergic cells. On the other hand, PPN stimulation has favorable results on postural and gait disorders, which present themselves in late PD stages and are refractory to other pharmacological and surgical treatments.

Establecimiento de las condiciones para el trasplante de células de médula ósea en un modelo de enfermedad de Huntington y su efecto funcional a través de la conducta motora / Establishment of the conditions for the bone marrow cells transplants in a model of Huntington´s disease and functional effect on the motor behavior

La enfermedad de Huntington (EH) es un trastorno degenerativo hereditario que afecta a personas con predisposición genética. No existe hasta hoy un tratamiento efectivo; la enfermedad avanza lentamente y el paciente termina en incapacidad o muerte después de 15 o 20 años. Los estudios relacionados con el tratamiento de las manifestaciones clínicas que aparecen en la enfermedad, incluyen tratamientos medicamentosos y el uso de trasplante de células. En la actualidad se conoce que es posible reproducir algunas características de la enfermedad en modelos experimentales para ensayar posibles terapéuticas (ej. el modelo de lesión estriatal por inyección de ácido quinolínico; [AQ]). No se conoce el efecto restaurativo de las células de médula ósea (CMO) en este modelo. Objetivos: 1) Caracterizar morfológicamente la lesión por inyección intraestriatal de AQ. 2) Caracterizar inmunocitoquímicamente las CMO. 3) Evaluar la concentración óptima de CMO para el trasplante en el modelo y 4) Evaluar el estado funcional del trasplante de CMO, a través de la conducta motora.

Huntington Disease (HD) is a heritable neurodegenerative disease that affects people with genetic history. Until today, an effective treatment doesn't exist; the illness advances slowly and the patient finishes in inability or death after 15 or 20 years. The studies related with the treatment of the clinical manifestations, include treatments with medications and the use of cells transplant. At the present time it is known that it is possible to reproduce, some characteristics of the disease in experimental models for to use possible therapies [example: estriatal lesion of quinolínico acid; (QA)]. the restorative effect of the bone marrow cells (BMC) is not known in this model. Objectives. 1) characterizationmorphofological of the estriatal lesion whith QA. 2) to characterization immunochemical of BMC. 3) to evaluate the BMC concentration for the transplant and 4) to evaluate the functional state of BMC transplant, through the motor behavior.

Efecto de la adiinistración intracerebral de mk801 y (-) nicotina en las conceentraciones extracelulares de glu y gaba en el núcleo pedunculopontino de ratas / Effect of the Mk801 and (-) Nicotine Intracerebral Administration on Glu and Gaba Extracellular Concentration in the Pedunculopontine Nucleus from Rats

Aunque la manipulación farmacológica de los sistemas glutamatérgico y colinérgico se ha tratado en modelos experimentales de enfermedad de Parkinson (EP), pocos autores han realizado estudios de esta temática a nivel del núcleo pedunculopontino (NPP). El presente trabajo aborda los cambios en las concentraciones extracelulares (CE) de glutamato (Glu) y ácido δ-amino butírico (GABA) en el NPP de ratas hemiparkinsonizadas por inyección de 6-hidroxidopamina (6-OHDA) y sometidas a infusión local de MK-801 (10 µmol/L) o (-) nicotina (10 mM). La infusión se realizó mediante microdiálisis cerebral y la determinación de CE de neurotransmisores se realizó a través de cromatografía líquida de alta resolución acoplada a detección de fluorescencia. La infusión de MK-801 en el NPP produjo disminución significativa de CE de Glu (p< 0,01) y de GABA (p < 0,01) en ratas hemiparkinsonizadas y controles. La infusión de (-) nicotina mostró un incremento significativo de CE de Glu (p < 0,001) y GABA (p< 0,001) en el NPP de ratas hemiparkinsonizadas y controles. El bloqueo local de receptores NMDA por MK-801 facilita la interacción de Glu con sus receptores metabotrópicos que participan en mecanismos de inhibición presináptica y bloquean la liberación de neurotransmisores. Mientras que la infusión de nicotina en el NPP suma los efectos de activación de los receptores nicotínicos a los cambios conocidos en la neurotransmisión glutamatérgica y gabaérgica en el NPP en parkinsonismo. La infusión de fármacos glutamatérgicos y colinérgicos en el NPP, impone un reajuste a la neurotransmisión a este nivel que se añade a los cambios neuroquímicos asociados a denervación dopaminérgica.

Although the pharmacological manipulation of the glutamatergic and cholinergic systems have been studied in animal models of Parkinson´s disease (PD), only some authors have done work on this topic at the pedunculopontine nucleus (PPN). The present work studied the changes in glutamate (Glu) and δ-aminobutyric acid (GABA) extracellular concentrations (EC) in the PPN from hemiparkinsonian rats by 6hydroxydopamine injection. The rats were locally perfused by MK-801 (10 µmol/L) or (-) nicotine (10 mM) solutions by cerebral microdyalisis. The biochemical studies were carried out through high performance liquid chromatography coupled to fluorescence detection. MK-801 infusion induced a significant decrease of Glu (p< 0.01) and GABA (p< 0.01) EC in PPN. On the other hand (-) nicotine infusion induced a significant increase of Glu (p< 0.001) and GABA (p< 0.001) EC in PPN from hemiparkinsonian rats. The local blockade of NMDA receptors by MK-801 infusion facilitates the interaction between Glu and their metabotropic receptors that take part in presynaptic inhibition mechanisms and interfere with neurotransmitters release. Meanwhile, the nicotine infusion sums the effects of nicotinic receptor activation with the glutamatergic and gabaergic neurotransmission changes produced in the PPN in the parkinsonian condition. The cholinergic and glutamergic drug infusion in PPN impose a new adjustment to the neurotransmition at this level that is added to the neurochemical changes associated to dopaminergic denervation.

Enfermedad de hnntington: modelos experimentales y perspectivas terapéuticas / Huntington'disease: Experimentals Models and Therapeutic Perspectives

La enfermedad de Huntington (EH) es un trastorno degenerativo de Weiss de origen hereditario. Hasta el momento no existe un tratamiento efectivo para la enfermedad que inexorablemente después de transcurridos 15 a 20 años, evoluciona hacia incapacidad total o muerte. En este trabajo se revisan las características clínicas y morfológicas de la EH y los modelos experimentales más utilizados para su estudio tomando como fuente, artículos indexados en la base de datos Medline publicados en los últimos 20 años. Se valoran las ventajas y desventajas de estos modelos y su perspectiva para el desarrollo de ensayos clínicos. El consenso de lo reportado plantea que de los modelos tóxicos, los inducidos por neurotoxinas tales como ácido quinolínico parecen ser los más adecuados para reproducir las características neuropatológicas, y por otro lado los modelos genéticos contribuyen con más evidencias al conocimiento del origen etiológico de la enfermedad. Numerosos tratamientos han sido aplicados en el manejo de las manifestaciones clínicas que aparecen en EH, sin poder detener o disminuir las afectaciones que derivan de la pérdida neuronal. La sintomatología clínica ha sido posible reproducirla, al menos en parte, en animales de experimentación lo que ha permitido realizar ensayos terapéuticos. Desde el punto de vista de tratamiento, lo que más promisorio parece ser, la terapia celular con células provenientes de diferentes fuentes y dentro de ellas las no neurales, que implican menor censura ética y mayor factibilidad de obtención para la aplicación en los enfermos. Por otro lado el desarrollo de la tecnología del ARN de interferencia, emerge como una herramienta terapéutica potencial para el tratamiento de EH, así como para responder interrogantes básicas relacionadas con el desarrollo de la enfermedad.

Huntington'disease (HD) is a degenerative dysfunction of hereditary origin. Up to date there is not, an effective treatment to the disease which having lapsed 15 or 20 years advances inexorably, in a slow form, toward the total inability or death. This paper reviews the clinical and morphological characteristics of Huntington's disease as well as the experimental models more commonly used t study this disease, having as source the articles indexed in Medline data base, published in the last 20 years. Advantages and disadvantages of all experimental models to reproduce the disease as well as the perspectives to therapeutic assay have been also considered. The consent of outline reported about the toxic models, those induced by neurotoxins such as quinolinic acid, appears to be the most appropiate to reproduce the neuropathologic characteristic of the disease, an genetic models contributing with more evidence to the knowledge of the disease ethiology. Numerous treatments ameliorate clinical manifestations, but none of them has been able to stop or diminish the affectations derived from neuronal loss. At present time it is possible to reproduce, at least partially, the characteristics of the disease in experimentation animals that allow therapy evaluation in HD. From the treatment view point, the more promissory seems to be transplantation of no neuronal cells, taking into account ethical issues and factibility. On the other hand the new technology of interference RNA, emerges as a potential therapeutic tool for treatment in HD, and to respond basic questions on the development of the disease.

Aplicación del eest de la barra transversal modficado para evaluar ratas hemipparkinsonizadas. / Modify Beam Transversal Test to Evauate Hemiparkinsonian Rats.

La degeneración nigroestriatal que caracteriza a la enfermedad de Parkinson (EP) es estudiada en modelos experimentales en roedores por inyección de 6-hidroxidopamina (6-OHDA). El presente estudio presenta una versión modificada del test de la barra transversal (TBT) que permite la cuantificación del déficit motor a través de: tiempo que demora la rata en alcanzar una de las plataformas (latencia de escape, LE); tiempo que demora en caer de la barra (latencia de caída, LC); número total de errores cometidos durante la ejecución en cada barra (número de errores, NE). La forma y el diámetro de la sección transversal de la barra se modificaron desde barras rectangulares y circulares de 2,5 cm de diámetro hasta barras con esta misma forma y 1 cm de diámetro respectivamente lo cual impuso la mayor dificultad a la ejecución del test. Tres grupos de ratas Wistar fueron evaluados: no tratadas (n=15), lesionadas con 6-OHDA (n=14) y falsas operadas (n=14). Todas las variables estudiadas mostraron diferencias signifi-cativas entre ratas controles y hemiparkinsonizadas. Para todos los tipos de barras, las variables LE y NE se incrementaron mientras que la LC disminuyó significativamente en las ratas hemiparkinsonizadas en comparación con las ratas controles. La LC mostró diferencias altamente significativas (p<0,001) entre las barras de mayor y menor diámetro. TBT es un test que explora la función sensoriomotora, no requiere grandes sesiones de entrenamiento previo ni motivación aversiva ni deprivación de alimento. Este test resulta de gran utilidad para evaluar las deficiencias motoras que se presentan en el modelo de hemiparkinsonismo unilateral así como en otros modelos experimentales de enfermedades neurodegenerativas.

The nigrostriatal degeneration underlying Parkinson’s disease (PD) is commonly studied in experimental animals by injection of the neurotoxin 6-hydroxydopamine. The present study describes a modified version of a beam traversal test which allows the quantification of the motor deficit through the time spent to arrive to the platform once all four paws of the animals are in contact with the beam (escape latency, EL), the time spent before falling (tumbled down latency, TDL) and the number of errors (NE) committed for the animals in each beam. The shape and the diameter of the cross section of the beams were modified from rectangular and circular cross section with 2,5 cm of diameter to the same shape with 1 cm of diameter, which induced a high difficulty to the execution of the test. Three groups of Wistar rats were examined: untreated (n=15), lesioned with 6-hydroxydopamine (n=14), and sham-operated (n=14). All variables studied showed significant differences between control and hemiparkinsonian rats. The EL and the NE were increased and the TDL was decreased in hemiparkinsonian rats for all beams in comparison with control rats. In TDL the significant differences between groups were more evident (p<0.001) for the beams with high cross section irrespective of the shape of the cross section. BTT is a convenient sensorimotor test that does not need to be trained extensively, and require adverse motivation or food deprivation and appears to be very useful in evaluating the motor deficits in established unilateral model of PD and also other experimental models.

Transplante y microtransplante de células mesencefálicas fetales en striatum y sustancia negra pars reticulata simultáneamente de ratas hemiparkinsonianas: etudio conductual / Transplant and microtransplant of fetal mecencephalic cells in striatum and pars reticulata of sustancia nigra in parkinsonian rats conduct study

El objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto del microtrasplante de células dopaminérgicas fetales "sembradas" en substancia negra pars reticulata (Snr) simultáneamente con el striatum (Est). Los animales recibieron trasplante o microtrasplante de células en el Est y la Snr ipsilateral a la lesión de la sustancia negra pars compacta o en ambos. De acuerdo al sitio y a la técnica utilizada se consideraron los grupos experimentales siguientes: I macrotrasplante en Est (n=20), II microtrasplante en Est (n=20), III macrotrasplante en Est + Snr (n=20), IV microtrasplante en Est + Snr (n=20), V macrotrasplante en Snr (n=20), VI microtrasplante en Snr (n=20), VII Control (Solo lesión) (n=20). Las rotaciones inducidas por d-anfetamina (5mg/Kg i.p) y por apomorfina fueron estudiadas 1,2,3, y 6 meses y 3 y 6 meses respectivamente después del trasplante. Tres meses después del trasplante se estudió la asimetría motora que presentaban los animales a través de la prueba de la escalera. Las rotaciones disminuyeron significativamente en los grupos de trasplante intraestriatal. La comparación entre las técnicas quirúrgicas mostró diferencias no significativas entre ellas. La prueba de la escalera arrojó diferencias significativas en la utilización de las extremidades en todos los grupos experimentales. La utilización de la extremidad izquierda disminuyó significativamente en todos los grupos. Las rotaciones no parecen ser sensibles a modificar su comportamiento con el microtrasplante aunque son más dependientes del sitio de trasplante en cuestión.

Estudio de la actividad motora espontánea en monos de cola corta (Macaca arctoides) / Spontaneus motor activity study in primates

El presente estudio se realizó en cuatro monos de cola corta Macaca arctoides, todos machos, adultos (12-15 años de edad), de peso entre 10-13 kg. La actividad motora espontánea se estudió aplicando una prueba de "open field" que se ejecutó durante cinco días consecutivos y en 60 min de observación. En cada sesión de observación, se estudió la frecuencia con que cada animal ejecutaba los siguientes eventos: 1-Postura, 2-Actividades de locomoción y movimiento del cuerpo, 3-Posición espacial en el aparato de open field. Los sujetos se trataron con 1-metil 4-fenil 1,2,3,6-tetrahidropiridina (MPTP) (0,4 mg/kg peso) y el efecto de esta neurotoxina sobre la actividad motora espontánea se estudió por una Prueba G. Los animales realizaron una gama de actividades típicas de su vasto repertorio conductual en las que predominaron las posturas cuadrúpedas y sentado; la manipulación de objetos inanimados y la permanencia en los planos superiores del aparato de open field. La droga administrada modificó sensiblemente la actividad motora espontánea. Después del tratamiento con MPTP, predominó la postura sentado y disminuyeron significativamente las actividades que implican mucho y variado movimiento

Evaluación de una tarea de discriminación visuo-espacial en monos de cola corta (Macaca arctoides) / Evaluation of visuo-spatial discriminatory task on stumptalied monkeys

Se evaluaron las capacidades discriminativas de color y posición en monos pardos de cola corta (Macaca arctoides), machos, adultos, de entre 12 y 15 kg de peso; se registró simultáneamente el tiempo de reacción y la mano utilizada preferencialmente por cada animal. La prueba se efectuó en un Wisconsin General Apparatus Test (WGTA) y consistió en 30 ensayos diarios de 60 s cada uno, con intervalo interensayos de 15 s. En cada ensayo, se utilizó una bandeja con tres recipientes de colores diferentes (rojo-azul-blanco) cuya posición central o lateral se modificaba aleatoriamente en cada presentación. El mono debía seleccionar y levantar el estímulo positivo (rojo-izquierdo) para obtener la recompensa colocada debajo de l. Como criterio de aprendizaje se consideró la obtención de un 90 por ciento o más de aciertos durante 5 días consecutivos. A partir de este diseño, y considerando que la ejecución de la tarea requiere utilizar ambas manos, asumimos como mano preferencial la asociada al acto motor más complejo y con menos posibilidades de estar vinculada al fenómeno de habituación. Sobre esta base, nuestros resultados indican una especialización izquierda para este tipo de actividad, lo cual coincide con lo obtenido por otros autores para tareas de complejidad similar a la nuestra utilizadas en la evaluación de otros primates no humanos