Mecanismos involucrados en la plasticidad sináptica de la corteza somatosensorial y de la corteza entorrinal y el giro dentado del hipocampo de ratón

Resumen

Una de las propiedades más importantes del sistema nervioso es la plasticidad. Durante el desarrollo postnatal del sistema nervioso, existen períodos críticos de plasticidad sináptica en los cuales la interacción con el ambiente es fundamental para que se lleve a cabo el reordenamiento y refinamiento correcto de las conexiones sinápticas, permitiendo así establecer los circuitos sinápticos que serán responsables de una correcta fisiología en la etapa adulta. En la presente memoria, se han estudiado los mecanismos celulares y moleculares involucrados en la plasticidad sináptica en la sinapsis establecida entre las células de la capa 4 (L4) y la capa 2/3 (L2/3) de la corteza somatosensorial primaria y la establecida entre las capas 2 (L2) y 4 (L4) de la corteza entorrinal (EC) medial (MPP) y lateral (LPP) y las células granulares (GC) del giro dentado (DG) de la formación hipocampal de ratón en diferentes etapas del desarrollo postnatal. En la sinapsis L4-L2/3 de corteza somatosensorial se ha estudiado una forma de spike timing-dependent long-term depression (t-LTD) que está presente hasta la cuarta semana postnatal (hasta P27) y que desaparece a P28. Investigando los mecanismos involucrados en la pérdida de esta forma de t-LTD durante el desarrollo se ha encontrado que esta pérdida de t-LTD está mediada por un aumento de los niveles de activación de receptores presinápticos de adenosina del tipo 1 (A1Rs) que va aumentando con la maduración postnatal. La adenosina que activa estos A1Rs es liberada por los astrocitos, por lo que esta pérdida de t-LTD con el desarrollo requiere de señalización astrocitaria. A edades mayores a P38 (P38-60), el protocolo que induce t-LTD hasta P27 induce en su lugar spike timing-dependent long-term potentiation (t-LTP). Esta t-LTP se ha encontrado que requiere de actividad en la célula postsináptica (entrada de Ca2+ a través de canales de Ca2+ dependientes de voltaje de tipo L y fabricación y liberación de óxido nítrico -NO-)., NMDAR y mGluR situados en la célula presináptica, siendo así, una forma de t-LTD de expresión presináptica. En las sinapsis L4, L2-GC de las MPP y LPP se ha descubierto que existe spike timing-dependent LTD (t-LTD) tanto cuando los axones vienen de la MPP como cuando vienen de la LPP. Estas t-LTDs son de expresión presináptica. La t-LTD de las sinapsis MPP-GC está presente hasta la tercera semana de desarrollo postnatal, requiere de receptores de tipo NMDA y mGluR presinápticos, síntesis y liberación de endocannabinoides por parte de la célula postsináptica y de actividad astrocitaria liberando glutamato, mientras que la t-LTD de las sinapsis LPP-GC no desaparece con la edad y no requiere NMDAR pero, al igual que la MPP-GC, sí requiere de mGluR presinápticos, fabricación y liberación de endocannabinoides por parte de la célula postsináptica y actividad astrocitaria liberando glutamato.