Mecanismos de acción de los receptores de glutamato de tipo kainato en la regulación de la transmisión glutamatérgica en el cerebro de ratón

Resumen

Glutamato es el neurotransmisor excitador más importante del Sistema Nervioso Central de los mamíferos. Este neurotransmisor participa en la transmisión sináptica normal, así como en los procesos de potenciación y depresión de larga duración que son considerados los correlatos celulares de los procesos de aprendizaje y memoria y de otras formas de plasticidad. Las acciones fisiológicas de glutamato están mediadas por la activación de sus receptores (ionotrópicos y metabotrópicos) y sistemas de señalización. Los receptores ionotrópicos de glutamato se clasifican en tres tipos, en función del agonista que los activa con mayor afinidad: receptores de tipo NMDA, de tipo AMPA y receptores de tipo kainato. Estos receptores forman un canal catiónico con diferente selectividad iónica según el tipo de receptor, siendo permeables a Na+, K+ y en ocasiones, a Ca2+. Los receptores metabotrópicos de glutamato (mGluRs) participan en la neurotransmisión lenta en el SNC, se dividen en ocho tipos (mGluR 1-8), están acoplados a proteínas G y se clasifican en 3 grupos de receptores (I, II y III). En el presente trabajo se han estudiado las acciones de los receptores presinápticos de glutamato de tipo kainato en el hipocampo, la corteza y la amígdala de ratón y los mecanismos celulares que subyacen a dichas acciones. Se observó la facilitación de la liberación de glutamato mediada por la activación de estos receptores en las sinapsis MF-CA3 de hipocampo y la sinapsis tálamo-cortical (tálamo ventrobasal-neuronas de la capa IV de la corteza somatosensorial primaria). En las sinapsis descritas, la facilitación observada se debe a la activación de receptores de kainato permeables a calcio, depende de los niveles de calcio citoplasmático e involucra a las cascadas de señalización intracelular Ca2+-calmodulina/AC/cAMP/PKA. Asimismo, se ha estudiado el efecto depresor de la transmisión glutamatérgica mediado por la activación de receptores de kainato presinápticos en la sinapsis establecida entre las células del núcleo geniculado medial del tálamo y las neuronas del núcleo lateral de la amígdala. Esta depresión está mediada por receptores de kainato que contienen la subunidad GluR5 e involucra la modulación de la cascada de señalización AC/cAMP/PKA para producir la depresión observada. Finalmente, los mecanismos que subyacen tanto a la facilitación de la liberación de glutamato como a la depresión mediadas por receptores presinápticos de kainato, parecen ser mecanismos de acción generalizados en el cerebro de ratón.