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Neurotransmisión en el bazo perfundido de gato: Mecanismos regulatorios y caminos metabólicos
Margarita L. Dubocovich Salomón Z. Langer
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I.- METABOLISMO DE LA NORADRENALINA LIBERADA ESPONTANEAMENTE Y POR ESTIMULACION NERVIOSA EN EL BAZO PERFUNDIDO DE GATO. Se estudió el metabolismo de la ³H-noradrenalina liberada espontáneamente y por estimulación nerviosa a distintas frecuencias, luego de marcar los depósitos endógenos del bazo de gato con (-)³H-noradrenalina. En el bazo perfundido de gato el 95% del eflujo espontáneo de radiactividad le corresponde a los ³H-metabolitos de la ³H-noradrenalina. El ³H-DOPEG(³H—3,4-dihidroxifenilglicol) contribuyó con el 60% de la radiactividad liberada en condiciones de reposo nervioso, siguiéndole en importancia los metabolitos ³H-O-metilados deaminados y la ³H-normetanefrina. El ³H-ácido 3-4-dihidroximandélico (DOMA) representó sólo el 2% de la radiactividad del eflujo espontáneo. La inhibición de la captación neuronal de noradrenalina, con cocaína (2.9 uM) o de la captación neuronal y extraneuronal, con fenoxibenzamina (29 uM), no modificó el eflujo espontáneo de los ³H-metabolitos de la ³H-noradrenalina. De estos resultados se concluye que los metabolitos liberados en condiciones de reposo nervioso se formarían a partir de la noradrenalina que se pierde de los gránulos de almacenamiento hacia el citoplasma del terminal nervioso por la acción combinada de la monoamino oxidasa, aldehido reductasa y catecol O-metil transferasa (Fig 21A). Al espacio sináptico llegaría una pequeña fracción de noradrenalina y el resto lo formarían sus metabolitos: DOPEG, metabolitos O-metilados deaminados y normetanefrina (Fig 21A). La proporción de la ³H-noradrenalina liberada por estimulación nerviosa, que se recogió sin metabolizar representó entre un 50 y un 60% del aumento total en radiactividad, para todo el rango de frecuencias estudiadas (0.5 Hz a 30 Hz). El glicol deaminado ³H-DOPEG fue el principal metabolito de la ³H-noradrenalina liberada por estimulación nerviosa. La inhibición de la captación neuronal de noradrenalina con cocaína (2.9 uM) o fenoxibenzamina (29 uM) previno completamente la formación de ³H-DOPEG a partir de la ³H-noradrenalina liberada por estimulación nerviosa. Estos resultados nos permiten concluir que el ³H-DOPEG se forma a nivel presináptico por la actividad de la monoamino oxidasa y aldehido reductasa, a partir de la ³H-noradrenaina liberada por estimulación nerviosa que es recaptada por el terminal adrenérgico (Fig 21B). Del incremento total de radiactividad inducido por estimulación nerviosa, un 8% le correspondió a los metabolitos ³H-O-metilados deaminados. Cuando se inhibió la captación neuronal de noradrenalina con cocaína (2.9 uM) se redujo la cantidad de metabolitos ³H-O-metilados liberados por estimulación nerviosa. Estos metabolitos se formarían en su mayor parte a nivel presináptico por la actividad de las enzimas neuronales: monoamino oxidasa, aldehido reductasa y catecol O-metil transferasa a partir de la ³H-noradrenalina liberada por estimulación nerviosa, que ha sido recaptada por el terminal adrenérgico (Fig 21B). Estos resultados no excluyen la posibilidad, que los metabolitos ³H-O-metilados deaminados se formen por O-metilación a nivel postsináptico, de los ³H-metabolitos deaminados de origen neuronal. La inhibición de la captación neuronal con cocaína (2.9 uM) aumentó la cantidad de ³H-normetanefrina formada a partir de la ³H-noradrenalina liberada por estimulación nerviosa. ESte efecto es probablemente debido a un aumento de la cantidad de ³H-noradrenalina disponible para ser metabolizada a nivel postsináptico. La fenoxibenzamina (29 uM) que inhibe la captación neuronal y extraneuronal de noradrenalina redujo completamente la cantidad de ³H-normetanefrina formada a partir de la ³H-noradrenalina liberada por estimulación nerviosa. Estos resultados nos permiten concluir que la ³H-normetanefrina se forma por la acción de la catecol O-metil transferasa extraneuronal, a partir de la ³H-noradrenalina liberada por estimulación nerviosa que es captada por el órgano efector (Fig 21B). Cuando se aumentó el tiempo de contacto entre el transmisor liberado por estimulación nerviosa y el tejido por interrupción de la perfusión, disminuyó la cantidad total de ³H-noradrenalina liberado por estimulación nerviosa, pero aumentó significativamente el metabolismo vía el glicol deaminado, ³H-DOPEG. La cocaína (2.9 uM) previno totalmente la formación de ³H-DOPEG. La disminución en la cantidad de ³H-noradrenalina liberada por estimulación nerviosa, en condiciones de interrupción de la perfusión, se debe parcialmente a un aumento del metabolismo. En la Figura 21B se muestra en forma esquemática la sinapsis neuroefectora y se indica el origen de los metabolitos formados a partir de la noradrenalina liberada por estimulación nerviosa en el bazo perfundido de gato. Cuando se estimulan los nervios adrenérgicos, se libera noradrenalina al espacio sináptico por el proceso de exocitosis. El neurotransmisor activa los receptores del órgano efector y una fracción se metaboliza por acción de la catecol O-metil transferasa extraneuronal que se recoge como normetanefrina. Una fracción importante de la noradrenalina liberada por estimulación nerviosa es recaptada por el terminal nervioso y predominantemente deaminada a DOPEG por la monoamino oxidasa y aldehido reductasa presináptica. Los metabolitos O-metilados deaminados se formarían principalmente a nivel presináptico a partir de la noradrenalina liberada por estimulación nerviosa que es recaptada por los terminales nerviosos (Fig 21B). El metabolismo de la ³H-noradrenalina total liberada por estimulación nerviosa no se modificó para las distintas frecuencias utilizadas. Sin embargo, cuando se analizó el aumento en radiactividad en las muestras recogidas durante la estimulación nerviosa se encontró una disminución progresiva en la fracción de la ³H-noradrenalina que fue recogida como ³H-metabolitos a medida que la frecuencia de estimulación se incrementó de 0.5 Hz a 5 Hz. En las muestras recogidas después de la estimulación nerviosa no se encontró una relación entre la frecuencia de estimulación aplicada y el metabolismo de la ³H-noradrenalina liberada por estimulación nerviosa. Aproximadamente el 80% del aumento total en radiactividad le correspondió a los metabolitos de la ³H-noradrenalina, particularmente al glicol deaminado, ³H-DOPEG. La secuencia temporal del metabolismo de la ³H-noradrenalina liberada por estimulación nerviosa reveló que la formación de ³H-DOPEC fue pequeña durante la estimulación nerviosa y que aumentó rápidamente después de la estimulación. El aumento selectivo en la formación del ³H-DOPEG después de la estimulación nerviosa es compatible con un incremento de la recaptación neuronal del transmisor liberado inmediatamente después de finalizada la estimulación nerviosa. La inhibición de la captación neuronal por cocaína o fenoxibenzamina previno la formación de ³H-DOPEG a partir de la ³H-noradrenalina liberada por estimulación nerviosa. En presencia de cocaína, la liberación fraccional por shock de la radiactividad total no aumentó para ninguna de las frecuencias utilizadas: 1, 5 ó 30 Hz. Estos resultados indicarían que una fracción de la ³H-noradrenalina liberada por estimulación nerviosa sería recaptada por el terminal nervioso y metabolizada a ³H-DOPEG antes que ser almacenada para su posterior reuso. La conversión a ³H—DOPEG de la ³H-noradrenalina liberada por estimulación nerviosa que es recaptada por el terminal nervioso adrenérgico, sugiere que deben existir diferencias en el proceso de captación neuronal bajo condiciones de reposo y aquel que opera durante y después de la estimulación nerviosa. En condiciones de reposo la captación neuronal en el bazo perfundido de gato está acoplada con el almacenamiento vesicular. Por otra parte durante y después de la estimulación nerviosa, la captación neuronal de noradrenalina estaría acoplada al metabolismo presináptico a través de la monoaminooxidasa y aldehido reductasa. II.- MECANISMOS QUE RECULAN LA LIBERACION DE NORADRENALINA INDUCIDA POR ESTIMULACION NERVIOSA EN EL BAZO PERFUNDIDO DE GATO. En el bazo perfundido de gato, el agonista de los receptores beta, el isoproterenol (0.14 a 14 nM), aumentó la liberación fraccional de radiactividad por shock inducida por estimulación a 1 Hz. Este efecto es concentración dependiente y reversible por lavado de la droga. La exposición, al bloqueante de los receptores beta, propranolol (0.1 uM), no modificó la liberación fraccional de radiactividad por shock, pero previno el aumento inducido por isoproterenol. El bloqueo por propranolol de los efectos del isoproterenol sobre la radiactividad liberada por estimulación nerviosa, indicaría que el aumento inducido por exposición al isoproterenol, es mediadoa través de la activación de receptores beta adrenérgicos de localización presináptica. Estos receptores mediarían un mecanismo de retroinformación positiva que regularía la liberación de noradrenalina (Fig 49). La inhibición de la fosfodiesterasa con papaverina (27 uM) aumentó la liberación fraccional de radiactividad por shock y en estas condiciones el isoproterenol produjo un aumento mayor que en condiciones controles. Por otra parte, el bloqueo de los receptores beta, con prepranolol (0.1 uM), antagonizó el aumento de radiactividad inducido por estimulación nerviosa en presencia de papaverina. La potenciación del efecto del isoproterenol sobre la liberación de radiactividad inducida por estimulación nerviosa cuando se aumentan los niveles neuronales de AMP cíclico por inhibición de la fosfodiesterasa, indicarían que el mecanismo de retroinformación positiva mediado a través de receptores beta presinápticos estaría encadenado con la activación de la adenil ciclasa. Los bloqueantes de receptores alfa: fentolamina (3.1 uM) y fenoxibenzamina (29 nM a 29 uM) aumentaron significativamente la liberación raccional de radiactivi por shock y del neurotransmisor endógeno por estimulación nerviosa adrenérgica en el bazo perfundido de gato. Los aumentos observados en presencia de bloqueantes alfa, representan incrementos reales en la cantidad de neurotransmisor liberado por estímulo nervioso y no se deberían a bloqueo de sitios de pérdida, dado que estos efectos se obtuvieron aún con concentraciones de las drogas que no inhiben la captación neuronal ni extraneuronal de noradrenalina (Fig 48). La activación de los receptores alfa presinápticos, por noradrenalina exógena (0.18 uM), en presencia de cocaína, inhibió la liberación fraccional de radiactividad por shock inducida por estimulación nerviosa (Fig 48). El hecho que el bloqueo y la activación de los receptores alfa aumente y disminuya respectivamente la liberación de radiactividad inducida por estimulación nerviosa en el bazo perfundido de gato, es compatible con la hipótesis que postula que la noradrenalina regula su propia liberación a través de un mecanismo de retroinformación negativa mediado por receptores alfa de localización presináptica (Fig 48). En el bazo perfundido de gato, órgano con receptores postsinápticos de tipo alfa, la liberación de noradrenalina se regularía por dos mecanismos de retroinformación: uno que actuaría aumentando la liberación de noradrenalina por estímulo nervioso a través de la activación de receptores beta presinápticos y el otro que actuaría disminuyendo la liberación de noradrenalina por estímulo nervioso a través de la activación de receptores alfa presinápticos (Fig 48). En la Figura 49, se representa en forma esquemática la participación de los mecanismos de retroinformación, en la regulación de la liberación del neurotransmisor por estímulo nervioso. El mecanismo de retroinformación positivo se desencadenaría cuando la concentración de noradrenalina en el espacio sináptico es baja, la cual activaría los receptores beta presinápticos aumentando la cantidad de neurotransmisor liberado por estímulo nervioso (Fig 49). Este fenómeno ocurriría cuando la cantidad de noradrenalina liberada por estímulo es pequeña (por ej.: cuando se estimula a frecuencias bajas). Cuando la cantidad de noradrenalina en el espacio sináptico alcanza una concentración mayor, la activación de los receptores alfa presinápticos desencadenaría el mecanismo de retroinformación negativa, dando lugar a una disminución en la cantidad de neurotransmisor liberado (Fig 49). Los bloqueantes de receptores adrenérgicos alfa, fentolamina (3.1 uM) y fenoxibenzamina (2.9 uM), fueron menos efectivos para aumentar la liberación fraccional de radiactividad inducida por estimulación nerviosa a 30 Hz, que a frecuencias menores, cuando la concentración de calcio en el medio de perfusión era 2.6 mM. La noradrenalina exógena (0.18 uM), en presencia de cocaína, no redujo la liberación fraccional de radiactividad por shock cuando los nervios fueron estimulados a 5 o 30 Hz. No obstante, cuando se disminuyó la frecuencia de estimulación nerviosa a 1 o 2 Hz el agonista alfa, noradrenalina, inhibió significativamente la liberación fraccional por shock. Cuando se redujo la concentración de calcio en el medio de perfusión a 0.26 mM, la liberación fraccional de radiactividad inducida por estimulación nerviosa a 30 Hz en presencia de fenoxibenzamina fue significativamente mayor que la obtenida con la concentración de calcio 2.6 mM. La estimulación de los receptores alfa, con noradrenalina exógena, en presencia de una concentración reducida de calcio (0.26 mM) en el medio de perfusión inhibió significativamente la liberación fraccional de radiactividad inducida por estímulo nervioso a 5 y 30 Hz. En consecuencia nuestros resultados indicarían que la efectividad disminuida del mecanismo de retroinformación negativo mediado a través de receptores presinápticos alfa, que se observó cuando los nervios fueron estimulados a 30 Hz podría estar relacionada con una mayor entrada de iones calcio al terminal nervioso cuando se estimula a frecuencias altas. Mientras que el mecanismo de retroinformación positiva, mediado a través de receptores beta presinápticos, estaría encadenadoa la activación neuronal de la adenilciclasa, el mecanismo de retroinformación negativa mediado a través de receptores alfa presinápticos inhibiría la liberación del transmisor por estímulo nervioso, disminuyendo la disponibilidad de los iones calcio necesarios para el acople eléctrico secretorio. Por lo tanto bajo condiciones en las que se aumenta la disponibilidad de calcio para el proceso de liberación (por ej.: estimulando a frecuencias altas) la inhibición de la liberación mediada por estimulación de los receptores alfa presinápticos es inefectiva. Cuando se estudió la potencia de la fenoxibenzamina para bloquear los receptores pre y postsinápticos en el bazo perfundido de gato, se encontró una reducción significativa en las respuestas a la estimulación nerviosa en presencia de concentraciones bajas de fenoxibenzamina (0.88 y 2.9 nM), pero no aumentó la cantidad de transmisor liberado por estímulo nervioso en estas condiciones. La diferencia entre la concentración de fenoxibenzamina requerida para bloquear los receptores postsinápticos alfa y aquella necesaria para aumentar la liberación del neurotransmisor por estimulación nerviosa fue de 30 veces. Estos resultados son compatibles con el hecho que los receptores alfa pre y postsinápticos no son idénticos. Los receptores alfa postsinápticos que medían las respuestas del órgano efector podrían denominarse α1 mientras que los receptores presinápticos que regulan la liberación del neurotransmisor serían α2. III.- EVIDENCIAS EN CONTRA DE UN PAPEL FISIOLÓGICO DE LAS PROSTAGLANDINAS EN LA REGULACIÓN DE LA LIBERACIÓN DE NORADRENALINA POR ESTIMULACION NERVIOSA EN EL BAZO PERFUNDIDO DE GATO. Se estudió el efecto de la prostaglandina E2 y de un inhibidor de síntesis de prostaglandinas, la indometacina sobre las respuestas y la noradrenalina liberada por estimulación nerviosa en el bazo perfundido de gato, utilizando diferentes concentraciones de calcio en el medio de perfusión: 0.26, 0.65 y 2.6 mM. En presencia de 0.28 UMde prostaglandina E2 se redujeron significativamente las respuestas y la cantidad de transmisor liberado por estimulación nerviosa. La prostaglandina E2 fue más efectiva para reducir la liberación del transmisor por estímulo nervioso a 5 Hz que a 30 Hz. En contraste con el marcado incremento obtenido cuando el mecanismo de retroinformación negativa mediado a través de receptores presinápticos alfa se bloquea por fentolamina o fenoxibenzamina, cuando se inhibió la síntesis de prostaglandinas con indometacina (14 uM) , en el bazo perfundido de gato no aumentó la cantidad de noradrenalina liberada por estimulación nerviosa. La concentración de indometacina empleada en estos experimentos previno completamente la liberación de prostaglandinas inducidas por estimulación nerviosa o noradrenalina exógena. Luego de perfundir el bazo de gato durante 4 horas, es decir en cnndiciones en que la liberación de prostaglandinas es mayor, la indometacina (14 uM) tampoco aumentó la liberación de noradrenalina inducida por estimulación nerviosa. Resultados similares a los obtenidos con la prostaglandina E2 exógena y con indometacina en presencia de 2.6 mM de calcio en el medio de perfusión, fueron obtenidos en presencia de 0.65 y 0.26 mM de calcio. En nuestras condiciones experimentales no se observó un aumento de la potencia inhibitoria de la prostaglandina E2, sobre la liberación del neurotransmisor inducido por estimulación nerviosa, cuando se redujo la concentración de calcio en el medio de perfusión. Dado que la inhibición de síntesis de prostaglandinas no aumentó la cantidad de transmisor liberado por estimulación nerviosa, nuestros resultados no apoyan la hipótesis que postula que las prostaglandinas de la serie E estarían involucradas en un mecanismo regulatorio endógeno que modularía la liberación de noradrenalina por estimulación nerviosa. La reducción en la cantidad de noradrenalina liberada por estímulo nervioso durante la exposición a la prostaglandina E2 sería de una naturaleza farmacológica. En contraste con este sitio de acción farmacológica existen sobre el terminal nervioso adrenérgico receptores de tipo alfa, inhibitorios y de tipo beta, excitatorios que participan en mecanismos que regulan la liberación del neurotransmisor por estimulación nerviosa, que tienen relevancia fisiológica dentro del sistema nervioso adrenérgico.Palabras clave – provistas por el repositorio digital
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Disponibilidad
| Institución detectada | Año de publicación | Navegá | Descargá | Solicitá |
|---|---|---|---|---|
| No requiere | 1975 | Biblioteca Digital (FCEN-UBA) (SNRD) |
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Información
Tipo de recurso:
tesis
Idiomas de la publicación
- español castellano
País de edición
Argentina
Fecha de publicación
1975
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