Transducción de la señal, pivote de la integración neurobiológica de la memoria: Una propuesta diferente a la tradicional hipótesis del sistema colinérgico / Signal transduction, pillar of the neurobiological integration of memory: An alternative view to the cholinergic hypothesis

Los procesos neurofisiológicos, bioquímicos y moleculares descritos en la integración de la memoria, más que estar relacionados con la actividad colinérgica involucran fundamentalmente a neurotransmisores como la serotonina y el glutamato, así como a diversos canales iónicos como los del calcio y los del potasio. De hecho, los receptores de estos neurotransmisores están ligados directamente con la activación de la potenciación a largo plazo (LTP), mecanismo que contribuye a la preservación de la memoria. De esta forma que la activación del receptor 5HT desencadena una señal de transducción que al influenciar bioquímicamente al núcleo produce diversos cambios presinápticos con los que se expulsa al magnesio del área postsináptica, despolarizando a la neurona y activando simultáneamente a los receptores N metilD Aspartato dependientes (NMDAR), contribuyendo en esta forma a perpetuar el mecanismo de LTP en sus distintas fases: LTP1 que depende de la activación de proteincinasas; LTP2 ligada con la traslación genética; y LTP3 relacionada con la transcripción. A este poderoso mecanismo de activación neuronal, se contrapone el fenómeno de depresión a largo plazo (LTD), que se inicia cuando la neurona pre sináptica activa al inhibidor 1 en el momento en que detecta una reducción en el influjo de calcio, promoviendo en esta forma la defosforilación de una proteincinasa tipo II calcio calmodulin dependiente, lo que detiene el desarrollo del proceso de autofosforilación y con ello, el mecanismo de LTP. No obstante lo difundido de la hipótesis colinérgica en la enfermedad de Alzheimer, la integración de la memoria depende fundamentalmente de la intervención de otros sistemas de neurotransmisión como lo son el serotonérgico y el glutamatérgico, los que no han sido debidamente considerados en el tratamiento de esta enfermedad; sin embargo más allá de estos sistemas, se encuentran los mecanismos de autofosforilación de distintas proteincinasas cuyo control, además de repercutir sobre la expresión genética, podría restituir algunos de los trastornos que afectan la función cognoscitiva.

Neurophysiological, biochemical and molecular processes described in the integration of memory are closely related with neurotransmitters such as glutamate and serotonin (5HT) and with the function of calcium and potassium ion channels more than with cholinergic activity. In fact, glutamate and 5 HT receptors are closely related with Long-Term Potentiation (LTP) processes, the mechanism by which memory is preserved throughout time. That is, the activation of the 5 HT4 receptor triggers a transduction signal that after influencing nuclear cell activity, provokes several presynaptic changes, which leads to the displacement of magnesium from the postsynaptic area depolarizing the neuron and leading to the activation of N methyl -D-aspartate receptors (NMDA). As a whole, this process contributes to the support and perpetuation of LTP, which consists of the following processes: LTP1 that depends on protein kinase activity; LTP2 linked to translation of genes; and LTP3 closely related to genes transcription. On the opposite side but in perfect balance, we find the mechanism of Long Term depression (LTD), which is triggered instead when the Ca++ flow decreases in the presynaptic neuron activating the inhibitor 1 enzyme that promotes the dephosphorylation of a calmodulin dependent protein kinase II and as a result, the inhibition of autophosphorylation and consequently of LTP too. Despite the widespread dissemination of the cholinergic hypothesis in Alzheimer's disease, memory build up rather than involving acetylcholine essentially depends on the participation of other neurotransmitters such as 5 HT and glutamate, which have not been adequately considered in the treatment of this disease. However, beyond neurotransmission, it is the cellular mechanism of autophosphorylation of several protein kinases, the process susceptible of being activated or controlled by the action of distinct substances. In such a case, it would be possible to exert some influence on gene expression improving perhaps, some of the physiopathological deficits that characterize memory disruption.

Receptores nicotínicos neuronales / Neuronal nicotinic receptors

Desde hace varios siglos se conoce el potente efecto de la nicotina sobre los procesos cognitivos y el comportamiento. En la actualidad, la familia de los canales iónicos activados por ligandos y particularmente los receptores nicotínicos de acetilcolina son extensamente estudiados, pues la comprensión de su farmacología y fisiología puede ayudar a decifrar la clave de muchos procesos del cerebro (regulación de neurotransmisores y nocicepción) y también de varias enfermedades en las que se han demostrado su participación (miastenia gravis, Parkinson, Alzheimer, ezquizofrenia). En este artículo, se hace una primera aproximación a la estructura, clasificación y funcionamiento de los receptores nicotínicos neuronales, con el objeto de sistematizar la muy extensa información existente sobre el tema y permitir una mejor comprensión sobre su participación en diferentes eventos que ocurren en el sistema nervioso y las posibilidades terapéuticas actuales. sináptica química es el proceso funcional mediante el cual se desarrolla la comunicación entre células excitables (neurona-neurona o neurona-músculo). El proceso de la neurotransmisión química se inicia en la célula presináptica mediante eventos de despolarización que activan los canales iónicos en la membrana del terminal axónico y permiten que los iones adecuados penetren. El aumento intracelular de los iones inicia la exocitosis de las vesículas presentes en la terminal sináptica, que contienen los La transmisión neurotransmisores, así estos son vertidos en la hendidura sináptica y luego difunden hasta la célula postsináptica, en donde se unen a sus receptores específicos localizados en la membrana celular, generando la respuesta de la célula postsináptica. El tipo de respuesta de la neurona al neurotransmisor está determinada por el receptor o receptores hacia los cuales va dirigido. En algunas ocasiones el receptor al ser estimulado por el neurotransmisor desencadena el desarrollo de ciertas acciones enzimáticas como por ejemplo la modulación de la concentración de metabolitos intracelulares, estos receptores son los llamados metabotrópicos...

Colinomiméticos / Terapeutic effects of cholonergic substances

Atualizaçäo sobre a fisiologia, terapêutica e toxicidade dos colinomiméticos sobre o homem.

Sistema nervioso autónomo y estres gástrico, en ratas / Autonomic nervous system and gastric stress in rats

En grupos diferentes de ratas Wistar (n=10), se estudió el efecto fisiopatológico del sistema nervioso autónomo en el estrés gástrico, en el modelo experimental de estrés, por inmovilización e inmersión en agua a 15 grados Celsius durante 6 hs., en el que se tabuló el por ciento lesional macroscópica de la mucosa gástrica y en sangre se midió el cortisol, malatonina, nor-adrenalina, adrenalina, dopamina y serotonina. En estrés testigo se encontró un área necrótica gástrica de un 80 por ciento en sangre solo se halló aumento de nor-adrenalina y adrenalina. Se estudiaron fármacos en dosis dependientes, agonistas y antagonistas de los receptores Beta adrenérgicos, antagonistas alpha adrenérgicos postinápticos; colinérgicos y anticolinérgicos, de los receptores endorfínicos y de los GABA. Se encontró que Isoproterenal, Prazosim, Doxazosina, Tramadol y Vgabatrin dieron marcada protección de la mucosa gástrica en el estrés, con un área necrótica cercana al 0 por ciento (P<0.001); en contraste, Propanolol, Acetilcolina, Atropina, Naloxona y Flumazenil no se diferenciaron del estrés testigo (P>0.5). Todos los fármacos estudiados dieron similares aminas vasoactivas que el estrés testigo. Se concluyó que el sistema nervioso autónomo en su vinculado a sus receptores con incremento de la microcirculación esplácnica.

Distribution of the alfa2, alfa3, and alfa5 nicotinic acetylcholine receptor subunits in the chick brain

Nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs) are ionotropic receptors comprised of alpha and beta subunits. These receptors are widely distributed in the central nervous system, and previous studies have revealed specific patterns of localization for some nAChR subunits in the vertebrate brain. In the present study we used immunohistochemical methods and monoclonal antibodies to localize the alpha2, alpha3, and alpha5 nAChR subunits in the chick mesencephalon and diencephalon. We observed a differential distribution of these three subunits in the chick brain, and showed that the somata and neuropil of many central structures contain the alpha5 nAChR subunit. The alpha2 and alpha3 subunits, on the other hand, exhibited a more restricted distribution than alpha5 and other subunits previously studied, namely alpha7, alpha8 and beta2. The patterns of distribution of the different nAChR subunits suggest that neurons in many brain structures may contain several subtypes of nAChRs and that in a few regions one particular subtype may determine the cholinergic nicotinic responses.

Neurogénesis de las células colinoceptivas que expresan receptores nicotínicos colinérgicos en la retina de pollo / Cholinoceptive cells neurogenesis expressing nicotinic cholinergic receptors in chicken retina

La neurogénesis de las células colinoceptivas que expresan receptores nicotínicos colinérgicos en la retina de pollo, fue estudiada mediante técnica inmunohistoquímica por doble marcación con el anticuerpo monoclonal anti bromodeoxy-uridine (BRDU), que marca los núcleos de las células y con el anticuerpo monoclonal anti receptores nicotínicos colinérgicos (nAChR), que marca el citoplasma de las células. La génesis de esta población neuroniana se produce durante el día embrionario cinco (E-5), iniciándose en la región central de la retina, en la capa nuclear interna, para luego progresar hacia la capa ganglionar y regiones más periféricas de la retina.

Canales para iones en las membranas celulares: algunos aspectos de interés clínico / Ionic channels in cellular membranes: somo aspects of clinical relevance

En el presente artículo se revisan brevemente las principales características de los canales para iones en las membranas celulares, su participación en diversos eventos fisiológicos y fisiopatológicos y se muestran ciertos aspectos de importancia clínica derivados de su estudio

Control of melanosome movements in isolated skin melanophores of a catfish Clarias batrachus (Linn.).

Adrenergic and cholinergic receptors have been studied in isolated skin melanophores of a catfish Clarias batrachus. Catecholamines induced a strong aggregatory effect on the melanophores. Melanosome aggregation induced by adrenaline and noradrenaline was partially blocked by alpha adrenergic receptor blockers and a beta receptor blocker. Cholinomimetic drugs aroused a significant dispersion of melanophroes. Atropine effectively blocked the dispersal, responses of melanophores to acetylcholine and carbachol, while, hexamethonium blocked the nocotine induced dispersal responses of the melanophores.

Effect of systemic monosodium L-glutamate on muscarinic cholinergic receptors in selected rat brain regions during development

[3H]quinuclidinyl benzilate ([3H]QNB) binding to muscarine acetylcholine receptors (mAchR) was measured in cerebral cortex and caudate nucleus of rats ata the ages of 7, 14, and 21 days, which had received a subconvulsive intraperitoneal dose of monosodium L-glutamate (MSG) (4 mg/g) on postnatal days 1, 3, 5 and 7. MSG treatment determined an increasse of mAchR density in cerebral cortex. This was 8, 15 and 25 per cent at day 7, 14 and 21, respectively. In cuadate nucleus, a significant increase of mAchR density was detected at day 7 (240 per cent). However, on postnatal day 14, mAchR binding in caudate nucleus of MSG-Treated rats was only 47 per cent higher, while at 21 days, no changes in mAchR binding were found. When MSG was injected to adults rats, no changes in brain mAchR density were detected. Data suggest that early administration of MSG affects the development of mAchR in cerebral cortex and caudate nucleus, whereas the adult brain cortical cholinergic transmission is not sensitive to parenterally administered MSG

Rapidly recurring cortical seizures induce changes in neuronal responsiveness to acetylcholine

La mayoría de los mecanismos propuestos para explicar la descarga epiléptica sugieren un excesivo influjo sináptico o posibles cambios en la excitabilidad celular que resultan en una disminución del umbral conculsivo y en la presencia de actividad autosostenida. Es probable que estos cambios sean causados por modificaciones en la sensibilidad de los receptores de membrana a un neurotransmisor específico. En vista de lo anterior, el objetivo del presente estudio ha sido evaluar la sensibilidad del receptor postsináptico por medio de la aplicación microiontoforética de sustancias cuyo efecto farmacológico es bien conocido, para determinar su posible participación en el proceso epiléptico. Se provocaron cambios en la excitabilidad cortical por estimulación eléctrica en la corteza sensoriomotora de ratas anestesiadas con uretano (1 g/kg intraperitoneal), inmovilizadas con bromuro de pancuronio y mantenidas con respiración mecánica. Los estímulos eléctricos consistieron en trenes de pulsos bifásicos, cada uno con duración de un milisegundo con frecuencia de 100 pps y con duración del tren de 1 segundo. La respuesta de la neurona a la acetilcolina fue evaluada antes y después que se establecieron las descargas. La dosis se midió en monoampres de corriente microiontoforética. Los potenciales del campo extracelular se registraron con el barril central de micropipetas. Los barriles periféricos fueron usados para aplicaciones iontoforéticas de acetilcolina (Ach .1, 1M), atropina (25 mM). Uno de estos barriles conteniendo NaCl (2M) se empleó para el paso automático de corriente de balance; para 613 de estas células las descargas ya estaban establecidas; en las restantes 532 células, la corteza fue normal (sin descargas). Un aumento en la frecuencia promedio de descarga celular se obsevó después de la aplicación iontoforética de Ach. Intensidades de 2 a 50 nA de corriente se emplearon en la corteza con descargas establecidas. En la corteza con descargas no establecidad la respuesta celular a la aplicación de Ach fue menor cuando fueron aplicadas corrientes de igual intensidad. En ambas cortezas, las células respondieron con mucha menor intensidad a la aplicación de NaCl con corriente de magnitud similar a la usada para movilizar la Ach. Estos hallazgos muestran un cambio en la excitabilidad celualr que se refleja en un nivel más elevado de respuesta celular cuando la acetilcolina está presente, y sugieren que este neurotransmisor participa en el mecanismo de la epilep

Participaçäo colinérgica nos efeitos das drogas antipsicóticas na febre devida a um pirogênio bacteriano / Cholinergic participation in effects of antipsichotics drugs in the fever elicited by one bacterial pyrogen

Os resultados mostraram que a associaçäo de atropina às drogas antipsicóticas produziu reduçäo da resposta febril, quando clorpromazina e flufenazina foram os antipsicóticos utilizados. A associaçäo de atropina ao haloperidol e ao pimozide potencializou a resposta febril

Renal water handling evaluated by lithium clearance following adrenergic and cholinergic stimulation of the lateral hypothalamic area

Male Wistar rats weighing 230-3--g were used to characterize the participation of adrenerg and cholinergic receptors of the lateral hypothalamic area (LHA) in the control of renal water excretion. Since stimulation of adrenergic or cholinergic receptors has no effect on glomerular filtration rate, the antidiuresis and significant delay in urinary flow observed after lateral hypothalamic stimulation with carbachol (CCh) (0.036 ñ 0.005 to o.019 ñ 0.003 µlmin-1 100g body weight-1) and noradrenaline (Nad) (0.024 ñ 0.005 to 0.025 ñ 0.004 µl min-1 100g body weight-1) are secondary to an increase in distal tubular fluid reabsorption (DFR). Data are reported as means ñ SEM for ten rats each group. Tubular water measured by lithim clearance demonstrated that LHA stimulation with CCh (2.8 nmol in 1 µl) and Nad (30.0 nmol in µl) leads to a significant reduction in proximal water reabsorption with CCh, 93.3 ñ 2.6 to 85.4 ñ 1.4%; Nad, 92.7 ñ0.9 to 88.6 ñ 1.3%), with a simultaneous and significant incrase in fluid reabsorption along the post-proximal nephrom segments when compared to control (CNa) (CCh, 6.7 ñ 0.7 to 14.5 ñ 1.1%; Nad 8.2 ñ 0.8 to 11.4 ñ 1.6%) These effects are blocked by muscarinic (atropine, 5 nmol in 1 µl) and alpha-1 adrenoceptors (prazosin, 4 nmol in 1 µl) antagonists. The results indicate the effective participation of the post-proximal nephron in the antidiuresis occurring after cholinergic and adrenergic LHA stimulation

Interaction between cholinergic and opiate receptors of the lateral hypothalamus in the control of renal excretion in rats

The present study was carried out to investigate the participation and interaction between cholinergic and opiate receptors of the lateral hypothalamus (LH) in the regulation of Na+, K+ and water excretion. Malew Holtzman rats were implanted with chronic cerebral cannulas into the LH. Urine was collected over a period of 2h after injection of carbachol, FK-33824 + carbachol or naloxone + carbachol into the LH. Carbachol (8nmol) reduced urinary volume and increased Na + excretion. Previous injection of FK-333824(100ng) into the LH increased the antidiuretic effect of carbachol, but blocked the increase in Na+ excretion and decreased K+ excretion. Naloxone. Naloxone (10microng) produced no changes in the effect of carbacho9l on renal excretion. These data show an inhibitory effect of opiate receptors on the changes in urinary Na+ and K+ excretion that are induced by chronergic stimulation of the LH in rats, and a potentiating effect on antidiuresis

Single acetylcholine channel currents recorded from xenopus myocytes are influenced by the lass of the patch pipette

El tipo de vidrio que se utiliza para construir las pipetas de "patch clamp" altera las propiedades cinéticas de las corrientes unitarias activadas por acetilcolina en miocitos de Xenopus. En resgistros hechos con pipetas de vidrio duro, la velocidad de apertura disminuye con el transcurso del tiempo. Esta disminución es mas pronunciada para el canal de baja conductancia. Además, los eventos de mayor duración de esta forma del canal desaparecen mas rápidamente que los eventos mas cortos y, como consecuencia, el tiempo abierto del canal se acorta durante el período de registro. Estos efectos no se observan cuando los canales son registrados utilizando pipetas fabricadas con vidrio blando

Pre and post-synaptic muscarinic receptors of the rat vas deferens: an update

Los receptores muscarínicos pre- y post sinápticos del vas deferens de la rata no son M1 ya que el antagonista muscarínico M1-selectivo pirenzepina (PZ) posee baja afinidad por ambos. Basándonos en este hecho las dos acciones de ACh, pre-0y post-sinápticas, en esta preparación parecen ser mediadas por receptores muscarínicos parecidos al subtipo M2. La siguiente serie de observaciones experimentales revelan que ambas respuestas son mediadas por receptores muscarínicos farmacológicamente distintos. El rango de orden de potencia desplegado por 3 antagonistas muscarínicos (Atropina, N-metil-escopolamina [NMS] y PZ) en cada uno de estos lugares son diferentes. Atropina y PZ son bloqueadores selectivos del receptor muscarínico presente en músculo liso. NMS es un antagonista selectivo del receptor pre-sináptico muscarínico que facilita la liberación de norepinefrina. Por último, PZ y NMS despliegan un antagonismo diferencial, siendo competitivos y no-competitivos pre- y post-sinápticamente, respectivamente. Los resultados sugieren que el receptor muscarínico post-sináptico presente en el músculo liso pertenece a los subtipos M2B (oM3). El receptor pre-sináptico pertenece a los subtipos M2A (o M2) o a una subclase de los receptores muscarínicos M2B (o M3)