Bases anatómicas del sueño / Anatomical basis of sleep

El sueño es un estado biológico activo, periódico, en el que se distinguen las etapas NREM y REM, que se alternan sucesivamente durante la noche. Intervienen los relojes biológicos en la modulación del sistema, así como neurotransmisores específicos. Se trata de una red neuronal compleja, en la que intervienen diversas zonas del sistema nervioso central. Los procesos oníricos están controlados además de forma neural. Se resume la historia de las investigaciones sobre el tema, desde el siglo XIX hasta nuestra época. Hay que destacar los recientes descubrimientos de Lugaresi y su equipo, que, al describir el insomnio familiar grave, dieron importancia al núcleo dorsomedial del tálamo en la instauración de la fase de sueño profundo. Al grupo de Reinoso se debe el hallazgo de que el “director de orquesta” en la instauración del sueño REM es la zona ventral paramediana del núcleo reticular pontino oral

Sleep is an active and periodic biological state composed of NREM and REM phases, which alternate during the night. Both biological clocks and specific neurotransmitters are involved in the modulation of this system. It is a complex neuronal network in which several areas of the central nervous system are involved. The oneiric processes are also controlled neurally. This work summarises the history of the investigations on this topic from the 19th century to date. It is worth mentioning the recent findings of Lugaresi and colleages who described fatal familial insomnia, a disease that helped to show the importance of the mediodorsal thalamic nucleus in the genesis of slow-wave sleep. Reinoso´s group found out that the paramedian ventral area of the oral pontine reticular nucleus is the conductor in the establishment of REM sleep

Insomnio familiar fatal y enfermedades priónicas. Anatomía clínica / No disponible

Las encefalopatías espongiformes transmisibles (EET) son enfermedades priónicas provocadas por el depósito de una o varias isoformas anormales o scrapie (PrPSc) de la proteína priónica celular (PrPC), abundante en el sistema nervioso central (SNC) y necesaria para la replicación de aquélla. Se estudia el posible papel funcional de la PrPC y su relación con el insomnio familiar fatal (FFI), que cursa con alteraciones del ritmo vigilia-sueño (imposibilidad de instaurarse la fase de sueño de ondaslentas, graves alteraciones del sueño REM) y de otros ritmos circadianos. Las alteraciones anatomopatológicas primarias del FFI se encuentran en el núcleo dorsomedial (DM) y núcleos anteriores (A) del tálamo. Estudios experimentales en gato, rata y vaca, nos hacen sospecharque las enfermedades priónicas producen una alteración de los mecanismos nitrérgicos encefálicos. Una vez instaurada la enfermedad, la transmisión de la PrPSc se realizaría de forma retrógrada dentro del encéfalo. La mayor presencia de la PrPC en determinadas zonas del SNC significa que la PrPSc se transmite y replica con más intensidad en dichas zonas. Por otra parte, la lesión de células parvalbúmina (PV) positivas (que probablemente contengan PrPC) podría explicar los mecanismos de desinhibición que se dan por ejemplo en el FFI

Transmissible spongiform encephalopathies (EET) are prion diseases caused by the deposition of the abnormal or scrapie isoform (PrPSc) of the cellular or host encoded prion protein (PrPC). This cellular form is especially abundant in the central nervous system (SNC) and itspresence is necessary for the replication of the abnormal form of the protein.This paper reviews the functional role of PrPC and its relationship with fatal familial insomnia (FFI), a prion disease accompanied by alterations in the sleep-waking cycle (impossibility to establish slowwave sleep, enacted dreams during REM sleep) as well as of some other circadian rhythms. The primary anatomopathological alterations of FFI are due to damage to mediodorsal (DM) and anterior (A) thalamic nuclei. Animal models such us rat, cat, and cow allow us to infer that priondiseases produce alterations of the nitrergic mechanisms in affected brains. Once the disease is set, PrPSc might spread retrogradely within the brain. The higher expression of PrPC in specific brain regions determines the degree of replication and transmission of PrPSc withinthese areas. Notwithstanding, lesion of parvalbumin- (PV-) containing neurons (probably expressing PrPC) might explain some disinhibiting mechanisms in FFI (AU)

Expression of cellular prion protein (PrPc) in the rat central nervous system / Expresión de la proteína priónica celular (PrPc) en el sistema nervioso central de la rata

The localization of cellular prion protein in the central nervous system of adult rats is an important step not only for understanding its biology, but also to gain a better understanding of the propagation of pathogenic prion protein within the central nervous system in spongiform encephalopathies. Here, the expression of cellular prion protein is studied by immunocytochemistry and Western blotting techniques. The presence of the protein varied in the rostrocaudal direction: it was less abundant in the brainstem than in prosencephalon. PrPc-positive cells were especially abundant in the cerebral cortex. The immunoreaction was present in areas projecting to the intermediate band of the mediodorsal thalamic nucleus and the anteroventral nucleus of the thalamus. Some immunopositive neurons, glial cells, and fibres were located around vessels in areas where nitrergic activity is well documented. Our findings lead us again to propose a retrograde propagation of altered prion proteins in human spongiform encephalopathies such as fatal familial insomnia, followed by an alteration of the nitrergic systems. Moreover, destruction of the mediodorsal thalamic nucleus in fatal familial insomnia may unleash an alteration of prion and nitrergic physiology (AU)

El estudio de la localización de la proteína priónica celular en el sistema nervioso central de la rata es un importante paso no sólo para la mejor comprensión de la biología de PrPc, sino para aportar más información sobre la propagación de la proteína priónica patógena dentro del sistema nervioso central en las encefalotías espongiformes transmisibles. En el presente trabajo se estudia la expresión de la proteína priónica celular mediante técnicas inmunocitoquímicas y western blot. La presencia de la proteína varía en dirección rostrocaudal, siendo menos abundante en el tronco de encéfalo que en el prosencéfalo. Especialmente abundantes fueron las células positivas para PrPc en la corteza cerebral. El marcaje apareció en áreas que proyectan a la banda intermedia del núcleo dorsomedial del tálamo y núcleo anteroventral del tálamo. Algunas neuronas, células de la glía y fibras inmunopositivas se localizaban alrededor de vasos en áreas donde la actividad nitrérgica es bien conocida. Nuestros hallazgos nos llevan a proponer una propagación retrógrada de la proteína priónica alterada en las encefalopatías espongiformes que afectan a humanos, como por ejemplo en el caso del insomnio familiar fatal, seguida de una alteración de los sistemas nitrérgicos encefálicos. Además, por trabajos previos, sospechamos que la destrucción del núcleo dorsomedial del tálamo supone una alteración en la fisiología priónica y nitrérgica, lo cual podría ser aplicable a la comprensión de la fisiopatología del insomnio familiar fatal (AU)

Expression of cellular prion protein (PrPc) in the cat central nervous system. Some findings / Expresión de la proteína priónica celular (PrPc) en el sistema nervioso central del gato. Algunos hallazgos

The expression of cellular prion protein in the central nervous system of normal cats and in cases of kainic acid injections into the mediodorsal thalamic nucleus were studied. Cellular prion protein immunodetection varied in a rostrocaudal direction: the protein was less abundant in the brainstem than in the prosencephalon. Especially abundant were the positive cells in the cerebral cortex. The immunodetection was present in areas projecting to the intermediate band of the thalamic mediodorsal nucleus and to the anteroventral nucleus of the thalamus. Some of these cells were situated around vessels in the basal prosencephalon. The immunodetection was less abundant in cases of kainic acid lesions. NAPPH-diaphorase activity was also studied. In control cases, we observed positive NADPH-diaphorase cells around vessels, especially in the basal prosencephalon. The amounts of such cells and the intensity of the reaction was lower after kainic acid lesions. Our findings lead us to propose a retrograde propagation of altered prion proteins in human spongiform encephalopathies such as fatal familial insomnia; a possible alteration of nitrergic systems is possible. Moreover, there is possibly an alteration of the prion and nitrergic physiology simply due to the destruction of the thalamic mediodorsal nucleus in fatal familial insomnia (AU)

Se estudia la expresión de la proteína priónica celular en el sistema nervioso central de gatos sanos y en casos de inyección de ácido kaínico en el núcleo dorsomedial del tálamo. La inmunorreactividad a la proteína priónica celular varía en dirección rostrocaudal: es menos abundante en el tronco del encéfalo que en el prosencéfalo. El número de células inmunorreactivas positivas es especialmente abundante en la corteza cerebral. Se observa inmunorreactividad positiva en áreas que proyectan a la banda intermedia del núcleo dorsomedial del tálamo y al núcleo anteroventral del tálamo. Algunas de estas células se sitúan alrededor de vasos del prosencéfalo basal. La inmunorreactividad es menos abundante en los casos de inyección de ácido kaínico. También se estudia la actividad NADPH-diaforasa. En los casos control, se observan células NADPH-diaforasa positivas alrededor de vasos, y especialmente en el prosencéfalo basal. La cantidad de células y la intensidad de la reacción es menor en los casos de inyección de ácido kaínico. Nuestros hallazgos nos inducen a pensar en una propagación retrógrada de las proteínas priónicas patógenas en las encefalopatías espongiformes, como es el caso del insomnio familiar grave; posiblemente en estos casos haya además una alteración de los sistemas nitrérgicos. Por otra parte, posiblemente se dé en el insomnio familiar grave una alteración de la fisiología priónica y nitrérgica, simplemente debida a la destrucción del núcleo dorsomedial del tálamo (AU)