Estudio electrofisiológico y farmacológico de la transmisión sináptica en la unión neuromuscular de rata durante el desarrollo

• Autores: Rosato Siri, Marcelo Damián
• Año de publicación: 2000
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Uchitel, Osvaldo Daniel
• Materia: UNION NEUROMUSCULAR; LIBERACION DEL NEUROTRANSMISOR; CANALES DE CALCIO; DESARROLLO POSTNATAL; RATAS NEONATAS; OMEGA-CONOTOXINAS; OMEGA-AGATOXINAS; EFICIENCIA SINAPTICA; QUELANTES DE CALCIO; BAPTA-AM; EGTA-AM; FACILITACION POR DOBLE-PULSO; FACTORES NEUROTROFICOS; ACIDO OKADAICO; ESTERES DE FORBOL; NEUROMUSCULAR JUNCTION; TRANSMITTER RELEASE; CALCIUM CHANNELS; POSTNATAL DEVELOPMENT; NEONATAL RATS; OMEGA-CONOTOXINS; OMEGA-AGATOXINS; SYNAPTIC EFFICIENCY; CALCIUM BUFFERS; BAPTA-AM; EGTA-AM; DOUBLE-PULSE FACILITATION; NEUROTROPHIC FACTORS; OKADAIC ACID; PHORBOL ESTERS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

l. Se estudió el efecto de diferentes bloqueantes de canales de calcio (ω-Aga IVA, ω-CgTx GVIA, y dihidropiridinas) sobre la liberación evocada del neurotransmisor en lasuniones neuromusculares (UNs) de embriones y de ratas recién nacidas. 2. El contenido cuántico (m) de la liberación evocada por estimulación nerviosa fuereducido casi completamente por el bloqueante de los canales de calcio dependientes devoltaje (CCDV) de tipo P/Q, la (ω-Aga IVA (100 nM) en las placas neuromuscularesrecientemente formadas de embriones y de ratas de 0-11 días de edad, en concordanciacon el efecto de este bloqueante sobre la liberación del neurotransmisor en músculosadultos y reinervados. 3. La ω-CgTx GVIA (1-5 μM), el bloqueante de los CCDV de tipo N, también causó unareducción significativa en los valores de m, en una etapa temprana del desarrollo (embriones y animales de 0-4 días de edad) mientras que no fue efectiva en animalesmás adultos (ratas de 5-11 días de edad). 4. Los bloqueantes del canal de tipo L, nitrendipina (1 μM) y nifedipina (1 μM), noafectaron en forma significativa la liberación evocada neuralmente en las UNs endesarrollo. Sin embargo, la nifedipina (10 μM) incrementó significativamente losvalores de m en las UNs de ratas de 0-4 días de edad. 5. En animales de 0-11 días de edad, la liberación evocada por alto K+ extracelular fuedependiente de la entrada de calcio a través de los CCDV de tipo P/Q (100 nM de la ω-Aga IVA redujo ~70% de la frecuencia de los potenciales de placa miniaturas evocadospor alto K+). Los bloqueantes de los CCDV de tipo N y de tipo L no afectaron este tipode liberación. 6. Los CCDV de tipo P/Q se encuentran más eficientemente acoplados a la liberación (pendiente promedio = 3.6 ± 0.09) que los canales de tipo N (pendiente promedio = 2.6 ± 0.03). 7. La incubación de los músculos con 10 μM de BAPTA-AM (un quelante de calciorápido) desacopló a los canales de calcio de tipo N del proceso de liberación sin afectar alos canales de tipo P/Q. Esta diferencia podría ser explicada por una localizacióndiferencial de estos canales dentro del mismo sitio de liberación en las UNs de ratas de 0-4 días de edad. 8 . En este estadio del desarrollo (i.e. 0-4 días de edad), la ω-CgTx GVIA (1 μM), la ω-Aga IVA (100 nM) y el BAPTA-AM (10 μM) redujeron significativamente lafacilitación de la liberación generada por doble pulso en estos terminales motores. 9. Ninguna de las neurotrofinas estudiadas (NGF, GDNF, BDNF y NT-3) modificó laliberación espontánea ni la evocada por estimulación nerviosa cuando se estudió elefecto agudo de estos compuestos sobre la transmisión sináptica en esta preparación. 10. Se estudió también la modulación de la liberación del neurotransmisor por el agregadode diferentes bloqueantes de proteínas kinasas y de proteínas fosfatasas. 1 μM del ácidookadaico (OA) incrementó la liberación solo cuando el canal de tipo P/Q mediaba latransmisión sináptica. Por otro lado, el efecto de un activador de la PKC (i.e. TPA 2 μM)involucró tanto a los CCDV de tipo P/Q como a los de tipo N. 11 . Podemos concluir que en las uniones neuromusculares de ratas en desarrollo, loscanales de calcio involucrados en la liberación: - son de tipo P/Q y de tipo N, - sufren cambios asociados al desarrollo en una etapa postnatal temprana, - muestran una eficiencia de liberación diferente posiblemente debido a unalocalización diferencial dentro del mismo sitio de liberación, - cumplen un papel importante en la generación de un fenómeno deplasticidad presináptica de corta duración, - y podrían estar modulados diferencialmente por vías intracelulares queinvolucren distintos tipos de segundos mensajeros.
1. The effects of different calcium channel blockers (ω-Aga IVA, ω-CgTx GVIA, anddihydropyridines) were tested on evoked transmitter release at embryonic and new-bornrat neuromuscular junctions (NMJs). 2. The nerve-evoked transmitter release quantal content (m) was strongly reduced by the P/Q-type voltage-dependent calcium channel (VDCC) blocker ω-Aga IVA (100 nM) atnewly formed endplates of embryos and 0-11 day-old rats, in agreement with the effectof this blocker on transmitter release at mature and reinnervating muscles. 2. ω-CgTx GVIA (1-5 μM), an N-type VDCC blocker, also caused a significant reductionon m at newly formed NMJs early in development (embryos and 0-4 day-old rats), whileit was ineffective in maturer animals (5-11 day-old rats). 4. L-type channel blockers, nitrendipine (1 μM) and nifedipine (1 μM), did notsignificantly affect neurally evoked release at developing NMJs. However, nifedipine (10 μM) was able to increase m significantly at 0-4 day-old rat NMJs. 5. At developing NMJs (O-11 day-old rats), K+-evoked transmitter release was dependenton Ca2+ entry through VDCCs of the P/Q-type family (100 nM ω-Aga IVA reduced ~70% of the K+-evoked miniature endplate potential frequency). N- and L-type VDCCblockers did not affect this type of release. 6. The P/Q-type VDCCs are more efficiently coupled to neurotransmitter release (averageslope = 3.6 ± 0.09) than N-type VDCCs (average slope = 2.6 ± 0.03). 7. The muscle incubation with BAPTA-AM 10 μM differentially affected the coupling ofthe N-type VDCCs to neurotransmitter release, without affecting the P/Q-type VDCCs. This difference could be accounted for by a differential location of these channels at therelease sites of 0-4 day-old rat NMJs. 8. At this stage of development (i.e. 0-4 day-old), ω-CgTx GVIA 1 μM, ω-Aga IVA 100nM and BAPTA-AM 10 μM significantly reduced the double-pulse facilitation oftransmitter release in these motor nerve terminals. 9. NGF, GDNF, BDNF and NT-3 were not able to modify either spontaneous or nerve-evokedtransmitter release, when we studied their acute effect on synaptic transmissionin this preparation. 10. We also studied the modulation of neurotransmitter release by different protein-kinaseand protein-phosphatase blockers. 1 μM okadaic acid (OA) was able to increaseneurotransmitter release only if P/Q-type VDCCs mediated synaptic transmission, whilethe effect of a PKC activator (i.e. TPA 2 μM) involved both P/Q- and N-type of VDCCs. 11.We conclude that at neonatal rat neuromuscular junctions the presynaptic calciumchannel types involved in transmitter release: - are P/Q- and N-type, - undergo developmental changes during the early postnatal period, - show a different efficacy in triggering transmitter release because they aredifferentially located at the same release site, - have an important role on a short-term form of presynaptic plasticity - and could be differentially modulated by different intracellular enzymaticpathways.
Fil: Rosato Siri, Marcelo Damián. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.