Mecanismos moduladores de la liberación de glutamato en corteza cerebral : imagen de calcio de terminales sinápticos

Abstract

Las sinapsis glutamatérgicas constituyen el sistema de neurotransmisión exictatoria rápida más abundante en el Sistema Nervioso Central de los mamíferos. La complejidad funcional de estas sinapsis se refleja a nivel presináptico en la existencia de múltiples mecanismos de control de la exocitosis, iniciados por la activación de receptores que responden bien al propio glutamato (autorreceptores) o bien a otros neurotransmisores (heterorreceptores), y que potencian o inhiben la liberación del neurotransmisor. En esta Tesis Doctoral hemos empleado una preparación de terminales sinápticos (sinaptosomas) para estudiar algunos aspectos de la modulación de la neurotransmisión glutamatérgica a nivel presináptico, centrándosnos principalmente en el estudio del control de la liberación de glutamato por parte de autorreceptores metabotrópicos. Mediante el empleo de técnicas de fluorimetría continua de glutamato hemos observado como la activación de los receptores metabotrópicos del grupo III produce una inhibición de la liberación de glutamato a través de una reducción en la actividad de los canales de calcio dependientes de voltaje de tipo N, por un mecanismos delimitado de membrana que depende de la activación de proteínas G de tipo Gi/Go. Además, estos receptores reducen los niveles intracelulares de AMPc en aquellas situaciones en las que existe una activación previa de adenilato ciclasa, como ocurre tras la activación de receptores beta-adrenérgicos, y este efecto se traduce en la supresión de la liberación espontánea de glutamato inducida por estos receptores. Mediante el empleo de técnicas de imagen de Ca2+ hemos comprobado que la expresión de los receptores del grupo III se encuentra restringida a una subpoblación de terminales cerebrocorticales, donde inhiben la forma drástica la entrada de calcio en respuesta a un estímulo despolarizante, y hemos identificado inmunocitoquímicamente los subtipos del receptor responsable de esta respuesta, observando un cambio evolutivo en su expresión con el desarrollo. Hemos estudiado asimismo cuales son los subtipos de canales de calcio implicados en la exocitosis de glutamato en corteza cerebral, su grado de coexistencia en un mismo terminal sináptico, su grado de acoplamiento a la liberación de glutamato y la evolución de su expresión con el desarrollo, y hemos descrito una colocalización preferencial de determinados subtipos de canales de calcio con determinados subtipos de autorreceptores glutamatérgico. Por último, hemos caracterizado el efecto de la activación simultánea de proteína quinasa A (PKA) y proteína quinasa C (PKC) sobre la liberación de glutamato, observando una potenciación sinergística de la liberación tras la activación de ambas quinasas, lo que sugiere la existencia de una interacción funcional entre ambas vías de transducción de señales a nivel presináptico