Mecanismos que subyacen a la inducción de la potenciación a largo plazo inhibitoria (iLTP) en hipocampo de rata

Abstract

El correcto funcionamiento del sistema nervioso (SN) se debe en gran parte al balance entre sinapsis del tipo excitatorio e inhibitorio y su capacidad de generar distintas formas de plasticidad sináptica, término que hace referencia a la capacidad que posee tanto el sistema nervioso central (SNC) y periférico (SNP) de adaptarse frente a distintos requerimientos, tanto ambientales como fisiológicos. Estas adaptaciones, a nivel celular, se ven reflejadas en cambios en la eficacia sináptica, las cuales pueden ser tanto a largo como a corto plazo. Estos cambios están vinculados a procesos cognitivos, como el aprendizaje y la memoria, los cuales dependen en gran medida de cambios en la eficacia de la transmisión de sinapsis existentes y la generación de nuevas conexiones. Numerosas evidencias experimentales han demostrado que diferentes tipos de neurotransmisores como glutamato, GABA, acetilcolina entre otros, regulan tanto la eficacia sináptica como la excitabilidad neuronal. A pesar que estudios científicos han demostrado que la interacción entre el sistema colinérgico y glutamatérgico están vinculados en la inducción, expresión y mantención de la eficacia sináptica excitatoria, su papel funcional sobre sinapsis inhibitorias han sido menos estudiados. En nuestro laboratorio demostramos que la co-activación de los receptores para endocanabinoides y muscarínicos para acetilcolina es capaz de inducir depresión a largo plazo de la transmisión GABAérgica en las neuronas piramidales de CA1 en hipocampo. En el presente trabajo utilizando registros de potenciales postsinápticos de campo y de patch-clamp, hemos demostrado que la activación de receptores muscarínicos de acetilcolina del tipo M1 (m1ACh-R) y metabotrópicos de glutamato, del grupo I (mGlu- R1/5) son requeridos para inducir una potenciación a largo plazo en sinapsis inhibitoria (iLTP). Esta potenciación sináptica está determinada por la activación de proteína G, probablemente del tipo Gq, de aumento en los niveles de calcio postsinápticos y la activación de la calmodulina kinasa-2 (CaMKII). Nuestros resultados sugieren la existencia de la señalización cooperativa entre las vías colinérgicas y glutamatérgicas que es capaz de inducir potenciación de sinapsis inhibitorias en hipocampo. De esta manera, la activación de m1AChR sirve como interruptor metaplastico haciendo competentes a las sinapsis glutamatérgicas para la generación de potenciación a largo plazo de las sinapsis inhibidoras, mecanismo que puede contribuir de manera importante a los mecanismos cerebrales que subyacen al aprendizaje y la memoria.