In silico analysis of binding interaction of conantokins with NMDA receptors for potential therapeutic use in Alzheimer's disease

Background The N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors are glutamate receptors that play vital roles in central nervous system development and are involved in synaptic plasticity, which is an essential process for learning and memory. The subunit N-methyl D-aspartate receptor subtype 2B (NR2B) is the chief excitatory neurotransmitter receptor in the mammalian brain. Disturbances in the neurotransmission mediated by the NMDA receptor are caused by its overexposure to glutamate neurotransmitter and can be treated by its binding to an antagonist. Among several antagonists, conantokins from cone snails are reported to bind to NMDA receptors. Methods This study was designed to analyze the binding mode of conantokins with NMDA receptors in both humans and rats. To study interactions, dockings were performed using AutoDock 4.2 and their results were further analyzed using various computational tools. Results Detailed analyses revealed that these ligands can bind to active site residues of both receptors as reported in previous studies. Conclusions In light of the present results, we suggest that these conantokins can act as antagonists of those receptors and play an important role in understanding the importance of inhibition of NMDA receptors for treatment of Alzheimer's disease.(AU)

Nuevos blancos terapéuticos en el tratamiento de las depresiones resistentes: Moduladores glutamatérgicos / New Therapeutic Targets in the Treatment of Resistant Depression: glutamatergic modulators

Dentro de los trastornos del estado de ánimo, los trastornos depresivos son padecimientos generalmente recurrentes que tienen, según las estadísticas, una prevalencia anual de un 3 % a un 6 % en la población. Desde la década de los 60' la hipótesis aminérgica de Schildkraut y posteriores, establecieron que las depresiones estaban vinculadas a alteraciones en la neurotransmisión catecolaminérgica y serotoninérgica. Los fármacos antidepresivos apuntaron a esas disfunciones pero las dificultades terapéuticas, retraso en el inicio de la acción y limitaciones en la eficacia, llevaron a la búsqueda de otras posibilidades, que surgieron de las investigaciones sobre la neurotransmisión glutamatérgica. En modelos animales se descubrió en los comienzos de los 90' la acción antidepresiva de los fármacos que antagonizaban la neurotransmisión de los receptores N-metil-D-aspartato (NMDA). El objetivo de este trabajo se orienta a establecer los fundamentos de la teoría glutamatérgica de las depresiones y a describir los fármacos que potencialmente podrían utilizarse en la clínica...

Depressive disorders are usually recurrent diseases that, according to statistics, afects from 3 % to 6 % of the population. Since the early '60s the Schildkraut aminergic hypothesis and subsequent, established that depressions were associated with alterations in cahtecolaminegic and serotonergic neurotransmission. Antidepressant drugs aimed at these dysfunctions but the therapeutic difficulties, delayed onset of action and efficacy limitations, led to the search of other possibilities that emerged from the research on glutamatergic neurotransmission. In animal models it was discovered in the early 90's the antidepressant action of drugs antagonized the NMDA receptor neurotransmission. The objective of this work is aimed at establishing the foundations of the glutamatergic theory of depressions and describe drugs that potentially could be used in the clinic...

Receptores NMDA: plasticidad sináptica y supervivencia neuronal / NMDA Receptors: Synaptic Plasticity and Neuronal Survival

Un objetivo clave de las investigaciones actuales es el estudio de las redes de señalización intracelular vinculadas a la plasticidad sináptica, así como a la supervivencia y a la muerte neuronal. Haremos una revisión bibliográfica acerca de la neurotransmisión glutamatérgica, en especial de los receptores NMDA, de las variantes en la composición de sus subunidades, y de su localización sináptica o extrasináptica que nos acerca a la comprensión de los mecanismos paradigmáticos de plasticidad sináptica como la potenciación de largo plazo (LTP) y la depresión de largo plazo (LTD), relacionados con la memoria y el aprendizaje, así como con las enfermedades neurodegenerativas generadas por la excitotoxicidad. También analizaremos las diferencias y roles opuestos del factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) y del pro-BDNF en la supervivencia neuronal y la apoptosis. Y en una aplicación clínica de estos conceptos, revisaremos su influencia en el desarrollo de la enfermedad de Huntington...

A key goal of current research is to study the intracellular signaling networks associated with synaptic plasticity and survival and neuronal death. We will do a bibliographic review on glutamatergic neurotransmission, especially NMDA receptors, the variations in the composition of its subunits, and its synaptic or extrasynaptic localization, bringing us closer to understanding the paradigmatic mechanisms of LTP and LTD, related with memory and learning, as well as neurodegenerative diseases generated by excitotoxicity. We will also analyze the differences and opposing roles of BDNF and pro-BDNF in neuronal survival and apoptosis. And by clinically applying these concepts, we shall review its influece in the development of Huntington's disease...

Disfunción del transportador de glutamato / Glutamate Transporter disfunction

El glutamato, principal neurotransmisor excitatorio, está involucrado en mecanismos de plasticidad sináptica, memoria y muerte neuronal o glial, y el adecuado mantenimiento de sus niveles extracelulares es esencial para evitar la excitotoxicidad. En los últimos años se han producido muchos avances en el estudio de los transportadores de glutamato (VGLUTs y EAATs) encargados de su re-captura en las sinapsis. Haremos una revisión bibliográfica de sus propiedades, alteraciones producidas por su disfunción y posibles alternativas de neuroprotección. Así mismo revisaremos otro aspecto importante, la liberación de glutamato por los astrocitos bajo diversas situaciones patológicas, descubrimiento este de las últimas décadas de investigación sobre la glia

Glutamate, the major excitatory neurotransmitter, is involved in synaptic plasticity, memory and neuronal or glial death, and it is essential to proper maintenance of extracellular levels to prevent excitotoxicity. In recent years there have been many advances in the study of glutamate transporters (EAATs and VGLUTs) responsable for its re-capture at synapses. We will do a bibliographic review of their properties, changes caused by their dysfunction and possible alternatives for neuroprotection. We will also review antoher important aspect, the release of glutamate by astrocytes under different pathological conditions, discovered on the last decades by the research on glia

Detección de polimorfismos en el gen GRIN1 del receptor ionotrópico de glutamato activado por NMDA en una población de Bogotá / Polymorphism detection in gene GRIN 1 of ionotropic glutamate receptor activated by NMDA of a population from Bogotá

El receptor ionotrópico de glutamato activado por N-metil-D-aspartato (iGluR-NMDA) está conformado por tres tipos diferentes de subunidades NR1, NR2A a D y NR3A y B codificadas por los genes GRIN1, GRIN2 y GRIN3. Dado que la variabilidad genómica de los GRIN está estrechamente asociada con la historia genética de la población analizada, era necesario realizar un estudio detallado del gen GRIN1 en la población colombiana. Por ello, en este trabajo se identificaron polimorfismos presentes en la región 5’-UTR y en el exón 6 del gen GRIN1, en 101 muestras de sangre de cordón umbilical de recién nacidos sanos del Hospital Universitario San Ignacio de Bogotá, y se encontró que el polimorfismo A1970G con una frecuencia del alelo menor de 28,21%, no difiere de las poblaciones de caucásicos y nativos americanos. El polimorfismo G1140A, con una frecuencia del alelo menor de 1,49%, no mostró diferencias estadísticamente significativas con la población de Taiwán. El polimorfismo A1160G sólo mostró una forma alélica...

The ionotropic glutamate receptor activated by Nmethyl-D-aspartate is composed by three different kinds of subunits NR1, NR2A to D and NR3A and B, which are codified by GRIN1, GRIN2 and GRIN3 genes. Since the GRIN genomic variability is closely related to the genetic history of the studied population, it was necessary to develop a detailed study of the frequency of the polymorphisms of the gene GRIN-1 in Colombian population. The main goal of this research was to identify polymorphisms present in 5’-UTR region and exon 6 of gene GRIN1, among 101 samples of umbilical cord taken on filter paper of healthy newborns at the University Hospital San Ignacio in Bogota. It was found that polymorphism A1970G with minor allele frequencies of 28.21%, doesn't differ significantly from the frequencies in Caucasian and native American populations. Polymorphism G1140A with minor allele frequencies of 1.49% did not show any significant statistic difference with the Taiwan population. Polymorphism A1160G just showed one allelic form, the A allele...

Ácido domoico e intoxicación amnésica por moluscos en salud pública: [revisión] / Domoic acid and amnesic shellfish poisoning in public health: [review]

El ácido domoico es una biotoxina marina que por primera vez produjo una intoxicación alimentaria en más de cienpersonas en 1987 en Canadá, con muerte en algunos de ellos después de la ingesta de mejillones contaminados. Dentro de las manifestaciones clínicas destacó la amnesia anterógrada, no vista con ninguna biotoxina ni fármaco conocido, pudiendo llegar a ser permanente, por lo cual el síndrome fue denominado intoxicación amnésica por moluscos. En el examen histopatológico del cerebro de los fallecidos, se encontró que el hipocampo fue una de las estructuras más afectadas, con necrosis celular en algunas áreas, lo que explicó el deterioro irreversible de la memoria. Se ha encontrado que muchas especies de mariscos, peces filtradores, krill y animales marinos, pueden contaminarse con dicha biotoxinaque es producida por algunas algas microscópicas y que muchas veces son responsables de las denominadas mareas rojas. La biotoxina puede llegar al humano por la cadena alimenticia. En este artículo, se revisa los brotes tóxicos en mamíferos y aves marinas con posterior muerte debido al ácido domoico, el mecanismo en la producción de toxicidad, su agonismo en los receptores glutamatérgicos, la importancia en la salud pública, sus riesgos por evaluar en la salud humana, así como la difusión de la biotoxina por el mundo, incluyendo el Océano Pacífico y las posibles razones de tal difusión, así como su importancia ecológica y económica que ha obligado a la vigilancia mundial.

Domoic acid is a sea biotoxin that was first identified to produce food poisoning in more than a hundred people inCanada, in 1987, with some deaths reported, after intake of contaminated mussels. As part of the clinical presentation, anterograde amnesia is highlighted. As it had not been seen before with any know biotoxin or drug, and could be permanent, the syndrome was called amnesic poisoning due to shellfish. In the histopathological examination of the brain of the dead patients, the hippocampus was one of the most affected, showing cellular necrosis in some areas, which explains the irreversible deterioration of the memory. Many shellfish species, filtrating fish, krill and marine animalscan get contaminated by the biotoxin , which is produced by microscopic algae, which are often responsible of the redtides. The biotoxin can reach the human being through the food chain. In this article, we revise the toxic outbreaks inmammals and marine birds, causing death due to domoic acid, the mechanism of toxicity production, its agonism in the glutamatergic receptors, its importance in public health, the risk they pose to human health and ought to be evaluated, and the diffusion of the biotoxin throughout the world, including the Pacific Ocean and the possible reasons of this diffusion, as well as its ecologic and economic importance, which has made it surveillance compulsory in all the world.

Perfil da captação de glutamato em diferentes modelos de isquemia cerebral em ratos: injúria x neuroproteção / Glutamate uptake profile in different models of cerebral ischemia in rats: injury x neuroprotection

A isquemia cerebral é a terceira maior causa de morte em países industrializados, sendo a maior causa de morbidade e mortalidade em indivíduos de meia idade e idosos. A redução do suprimento de glicose e oxigênio ao cérebro, o que ocorre na isquemia, leva a uma complexa cascata de eventos celulares, resultando em degeneração neuronal e, consequentemente, na perda das funções cerebrais. Altas concentrações extracelulares de glutamato ocorrem em decorrência a um episódio isquêmico devido ao bloqueio da captação de glutamato, assim como ao aumento na sua liberação e a uma reversão de seus transportadores. A manutenção de seus níveis abaixo dos neurotóxicos é realizada por transportadores de alta afinidade dependentes de sódio, principalmente nos astrócitos. Modelos de isquemia in vitro e in vivo foram utilizados nos trabalhos que compõem esta tese. Podemos concluir que quando se usam diferentes modelos experimentais, tanto in vitro quanto in vivo, estes podem nos fornecer dados distintos sobre um mesmo parâmetro ou uma mesma droga em estudo e, mesmo assim, são importantes, pois cada modelo pode representar uma situação completamente diferente da outra

Glutamate receptors as seen by light: spectroscopic studies of structure-function relationships

Ionotropic glutamate receptors are major excitatory receptors in the central nervous system and also have a far reaching influence in other areas of the body. Their modular nature has allowed for the isolation of the ligand-binding domain and for subsequent structural studies using a variety of spectroscopic techniques. This review will discuss the role of specific ligand:protein interactions in mediating activation in the a-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid subtype of glutamate receptors as established by various spectroscopic investigations of the GluR2 and GluR4 subunits of this receptor. Specifically, this review will provide an introduction to the insight gained from X-ray crystallography and nuclear magnetic resonance investigations and then go on to focus on studies utilizing vibrational spectroscopy and fluorescence resonance energy transfer to study the behavior of the isolated ligand-binding domain in solution and discuss the importance of specific ligand:protein interactions in the mechanism of receptor activation.

Neurotransmitter receptor regulation after deafferentation in the visual system

The present study aimed at understanding the regulation of AMPA-type glutamate receptors (GluRs) and nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs) during experimentally-induced neurodegeneration in the chick visual system. Immunohistochemistry, in situ hybridization, and RNAse protection techniques were used to verify the expression of GluR and nAChR subunits at several periods after deafferentation, ranging from 1 to 30 days. The results indicate that GluR1 and 2 expression changes in a biphasic way after deafferentation, decreasing after the shortest survival periods (1-4 days) and increasing afterwards. These effects clearly involve regulation of gene expression, as verified by in situ hybridization and RNAse protection. The regulation of the α2, α4, α5, and β2 nAChR subunits after deafferentation, on the other hand, exhibited a pattern that was exactly the opposite, with an early increase followed by a consistent decrease of expression until 30 days postlesion. Furthermore, nAChR changes were not apparently due to gene expression regulation, but instead by up-regulation/ down-regulation at a protein level. These results suggest that neurotransmitter receptors undergo differential plastic changes after deafferentation in the nervous system and contribute data to their possible role in neurodegeneration and neuroprotection processes.

Receptores de glutamato: implicaciones terapéuticas / Glutamate receptors: therapeutic implications

El glutamato, uno de los neurotransmisores más abundantes en el sistema nervioso, realiza su acción excitadora actuando sobre receptores específicos localizados en la membrana neuronal. Los receptores de glutamato se han clasificado en dos grupos principales: receptores ionotrópicos y metabotrópicos. El receptor NMDA es una proteína muy compleja y tremendamente regulada. Su conductancia al Ca²+ es notablemente alta y es quizá su característica más destacadable y la responsable de muchas de sus funciones. Distintas combinaciones de la subunidad fundamental NR1 con las otras subunidades dan lugar a receptores NMDA con propiedades funcionales diferentes, que pueden estar distribuidas en áreas encefálicas específicas y/o que pueden definir respuestas fisiológicas o patológicas distintas en respuesta al glutamato. Se han localizado receptores de glutamato en SNC, pancreas, hipófisis, glandulas adrenales y gónadas. Particularmente en páncreas, se demostró que GluR1 y GluR4 se hallan limitadas a células secretoras de insulina en la masa central de los islotes pancreáticos. Se conoce que hay receptores de NMDA en osteoblastos, postulándose que puedan participar en el desarrollo de enfermedades como la osteoporosis. En vista de la amplia participación del glutamato en la neurotransmisión así como en el desarrollo de varias patologías, se han intentado ensayos clínicos con varias drogas bloqueantes de los receptores NMDA, principalmente antagonistas ionotrópicos, con resultados prometedores en cuanto a dolor, depresión y Parkinson

Sensibilidade ao efeito estimulante do etanol / Sensibilization to the stimulant effect of ethanol: pharmacological, neurochemical and hehavioral aspects associeted with individual variability

A sensibilização comportamental ao etanol (EtOH) é caracterizada pela potencialização dos efeitos estimulantes desta droga após repetidas administrações. Este fenômeno parece estar associado a uma maior propensão ao abuso e dependência do EtOH. Em camundongos tratados com EtOH, é possível identificar indivíduos que desenvolvem e outros que são resistentes à sensibilização. 0 presente estudo comparou alterações comportamentais e neuroquímicas associadas ao desenvolvimento de sensibilização, em camundongos sensibilizados e nãosensibilizados ao efeito estimulante do EtOH. Após 21 dias de tratamento com EtOH, camundongos foram classificados em sensibilizados e não-sensibilizados de acordo com sua resposta locomotora à droga, e seus encéfalos foram processados para experimentos de auto-radiografia quantitativa. Animais sensibilizados, não-sensibilizados e um grupo controle (salina) foram comparados quanto à densidade de ligação de receptores dos sistemas dopaminérgico (D1, D4 e DAT), glutamatérgico (NMDA e AMPA) e GABAérgico (sítio GABAAbenzodiazepínico). Animais sensibilizados e não-sensibilizados apresentaram diferenças nos níveis de densidade de ligação de receptores NMDA e benzodiazepínicos em regiões do sistema mesolímbico e mesocortical. No entanto, não foram observadas diferenças entre os grupos nos níveis de ligação de AMPA, D1 e DAT. Os níveis de ligação de receptores D4 estavam aumentados tanto em animais sensibilizados como nos não-sensibilizados, quando comparados ao grupo salina (no caudado-putâmen e tubérculo olfatório). Experimentos separados verificaram que camundongos sensibilizados e não-sensibilizados ao EtOH apresentaram diferentes níveis de responsividade locomotora à administração de MK-801, um antagonista do receptor NMDA, e diazepam, agonista benzodiazepínico. Enquanto animais sensibilizados ao EtOH parecem ter apresentado sensibilização cruzada ao desafio com diazepam, o tratamento de camundongos com diazepam por 21 dias não alterou a resposta locomotora dos animais a um desafio com EtOH...

O sistema glutamatérgico e desordens neuropsiquiátricas: aspectos funcionais e fisiopatológicos / The glutamatergic system and neuropsychiatric disorders: functional and pathophysiological aspects

O sistema glutamatérgico tem sido objeto de numerosos estudos recentes devido à crescente importância que lhe é atribuída em função da plasticidade neural e da excitotoxicidade, os principais pontos enfocados nessa revisão. A plasticidade neural (sináptica) tem como base neurofisiológica a potenciação dos variados receptores glutamatérgicos ionotrópicos e metabotrópicos, centralizados pelo receptor NMDA. As complexas modificações de longa duração subjacentes a essa atividade têm como substrato a mudança do número de receptores AMPA e NMDA na zona ativa das sinapses envolvidas (mecanismos de deslocamento, exocitose e endocitose) e a sinalização para o núcleo da célula (transcrição gênica com síntese de proteínas e enzimas). Essas modificações plásticas encontram-se subjacentes aos mecanismos de aprendizagem e memória. A participação do sistema em condições patológicas também é de alta relevância, já que glutamato em excesso apresenta ação tóxica ('excitotoxicidade') e junto com os receptores super-estimulados que permitem um aumento da entrada de cálcio para a célula, leva a modificações agudas (modelo hipóxico-isquêmico) ou crônicas (modelo neurodegenerativo - doença de Alzheimer e a 'hipótese glutamatérgica'), capazes de causar disfunção, lesão e morte neuronal. Esses conhecimento a respeito do sistema glutamatérgico são fundamentais para a compreensão de funções e disfunções ligadas à processos cognitivos e degenerativos, assim como para utilizá-los objetivando intervenções terapêuticas

O sistema glutamatérgico e desordens neuropsiquiátricas: aspectos básicos / The glutamatergic system and neuropsychiatric disorders: basic aspects

O sistema glutamatérgico, um dos mais extensos do sistema nervoso central, é formado por neurônios, vias e receptores específicos. O agonista natural corresponde a um aminoácido excitador de constituição relativamente simples, o glutamato. Este atua em uma ampla gama de subtipos de receptores, ionotrópicos e metabotrópicos, que oferecem a possibilidade de uma variada atividade sináptica, desde a neurotransmissão rápida até às respostas lentas que induzem modificações sinápticas de longa duração. Essa ampla distribuição dos receptores influencia neurônios que transmitem com o mesmo ou com outros neurotransmissores. Os receptores ionotrópicos, os mais bem estudados, apresentam funções diferenciadas, sendo que o do tipo AMPA é responsável pela maior parte das transmissões sinápticas excitadoras rápidas, a do tipo KA contribui nas respostas pós-sinápticas nas sinapses excitadoras, podendo ainda modular a liberação pré-sináptica do transmissor em determinadas sinapses, enquanto o receptor NMDA é fundamental na indução de formas específicas de plasticidade sináptica. Os variados receptores metabotrópicos também contribuem de modo importante em diversas dessas atividades. Dessa maneira, o sistema glutamatérgico encontra-se relacionado a diversas funções normais, como a plasticidade neural, subjacente a processos cognitivos, assim como a situações patológicas, responsáveis por diversas desordens neuropsiquiátricas agudas e crônicas. O conhecimento detalhado do sistema glutamatérgico, portanto, é essencial para a compreensão de variados processos normais e patológicos, assim como das possibilidades de intervenção farmacológica com objetivos terapêuticas

Interação entre o óxido nítrico e a ativação de neurônios glutamatérgicos nos núcleos do tracto solitário sobre o controle cardiovascular / Interaction between nitric oxide and the activation of glutamatergic neurons within the nucleus of the solitary tract on cardiovascular control

O sistema nervoso central (SNC), em particular o bulbo, é de grande importância na manutenção e regulação da pressão arterial (PA). A manutenção da PA envolve mecanismos complexos de regulação local, hormonal, neural e renal. Estes mecanismos, em conjunto, são responsáveis pela redistribuição dos fluxos sangüíneos regionais nas diversas situações comportamentais a que são submetidos os mamíferos. Os núcleos do tracto solitário (NTS) compõem o sítio primário das terminações das aferências dos reflexos cardiovasculares no sistema nervoso central (SNC). Os receptores de aminoácidos excitatórios dos subtipos NMDA e não-NMDA estão envolvidos na mediação dos reflexos cardiovasculares no NTS. A participação do óxido nítrico (NO) nas respostas cardiovasculares mediadas pela ativação de neurônios glutamatérgicos no NTS parece ser um importante fator na regulação da pressão arterial. No presente estudo buscamos evidenciar e caracterizar os efeitos neuronais e cardiovasculares causados pela interação do NO com a transmissão glutamatérgica no NTS de ratos. A microinjeção de AMPA no NTS de ratos não anestesiados promove hipertensão, bradicardia e vasoconstrição nos leitos renal, mesentérico e do trem posterior (aórtico). Neste, uma subseqüente vasodilatação é observada para doses acima de 5 pmol de AMPA. A microinjeção do inibidor da NOS (L-NAME) no NTS de ratos não anestesiados parece atenuar a resposta bradicárdica e inibir a vasodilatação observada no trem posterior com a microinjeção de AMPA no NTS. A vasoconstrição no leito do trem posterior foi prolongada para a fase II da resposta, sugerindo que a retirada ou inibição da via nitroxidérgica responsável pela vasodilatação estaria acentuando esta resposta. A vasoconstrição nos demais leitos não foi afetada pela inibição da NOS no NTS...

Metabolite and light regulation of metabolism in plants: lessons from the study of a single biochemical pathway

We are using molecular, biochemical, and genetic approaches to study the structural and regulatory genes controlling the assimilation of inorganic nitrogen into the amino acids glutamine, glutamate, aspartate and asparagine. These amino acids serve as the principal nitrogen-transport amino acids in most crop and higher plants including Arabidopsis thaliana. We have begun to investigate the regulatory mechanisms controlling nitrogen assimilation into these amino acids in plants using molecular and genetic approaches in Arabidopsis. The synthesis of the amide amino acids glutamine and asparagine is subject to tight regulation in response to environmental factors such as light and to metabolic factors such as sucrose and amino acids. For instance, light induces the expression of glutamine synthetase (GLN2) and represses expression of asparagine synthetase (ASN1) genes. This reciprocal regulation of GLN2 and ASN1 genes by light is reflected at the level of transcription and at the level of glutamine and asparagine biosynthesis. Moreover, we have shown that the regulation of these genes is also reciprocally controlled by both organic nitrogen and carbon metabolites. We have recently used a reverse genetic approach to study putative components of such metabolic sensing mechanisms in plants that may be conserved in evolution. These components include an Arabidopsis homolog for a glutamate receptor gene originally found in animal systems and a plant PII gene, which is a homolog of a component of the bacterial Ntr system. Based on our observations on the biology of both structural and regulatory genes of the nitrogen assimilatory pathway, we have developed a model for metabolic control of the genes involved in the nitrogen assimilatory pathway in plants

Modelo de hipofuncao adenossinergica para esquizofrenia: interacao entre os sistemas purinergico, glutamatergico e dopaminergico / Model of adenosinergic hypofunction for schizophrenia: interactions between purinergic, glutamatergic and dopaminergic systems

Os modelos fisiopatologicos da esquizofrenia classicamente tem abordado diversos neurotransmissores, como a dopamina, a serotonina e o glutamato. Neste trabalho, propomos que alteracoes envolvendo o sistema purinergico...

Receptor de glutamato en la retina: su regulación por poliaminas / Glutamate receptors in the retina: Treir modulation by polyamines

Las poliaminas (PA), en particular la espermina y la espermidina, intervienen en fenómenos de proliferación y diferenciación en diversos tipos celulares. Recien se ha propuesto que, adicionalmente, las PA podrían tener funciones específicas en el sistema nervioso central (SNC) como transmisores o moduladores de la neurotransmisión, a través de su interacción con los receptores de glutamato del tipo N-metil-D-aspartato (NMDA). Se ha demostrado que tanto la espermina como la espermidina producen diferentes efectos sobre la actividad de los receptores NMDA, que dependen de la concentración del coagonista glicina, así como de variaciones en el potencial eléctrico de la membrana. Estos resultados han llevado a proponer la existencia de vanos sitios de interacción para las PA en los receptores mencionados. Los receptores de NMDA en la retina difieren de los del SNC en sus características farmacológicas y bioquímicas, así como en su modulación por las poliaminas. En el SNC, la espermina, a través de su interacción con sitios específicos, estimula la unión de la glicina al sitio del coagonista en el receptor de tipo NMDA, mientras que en la retina, la inhibe. Además de la presencia de receptores específicos, otro requisito para postular a las PA como sustancias neuroactivas, es su liberación al espacio extracelular a través de mecanismos regulados por la actividad sináptica. A este respecto, se ha demostrado que en el SNC (estriado y corteza) las PA se liberan tanto por la activación de los receptores de NMDA como por la actividad inversa de las proteínas transportadoras de PA; sin embargo, en la retina se liberan nada más mediante este último proceso. Los resultados anteriores refuerzan la idea de que la neurotransmisión glutamatérgica en la retina difiere de la del SNC.

Effect of inhibitory avoidance training on [3H]-glutamate binding in the hippocampus and parietal cortex of rats

Glutamate receptors have been implicated in memory formation. The aim of the present study was to determine the effect of inhibitory avoidance training on specific [3H]-glutamate binding to membranes obtained from the hippocampus or parietal cortex of rats. Adult male Wistar rats were trained (0.5-mA footshock) in a step-down inhibitory avoidance task and were sacrificed 0, 5, 15 or 60 min after training. Hippocampus and parietal cortex were dissected and membranes were prepared and incubated with 350 nM [3H]-glutamate (N = 4-6 per group). Inhibitory avoidance training induced a 29 percent increase in glutamate binding in hippocampal membranes obtained from rats sacrificed at 5 min (P<0.01), but not at 0, 15, or 60 min after training, and did not affect glutamate binding in membranes obtained from the parietal cortex. These results are consistent with previous evidence for the involvement of glutamatergic synaptic modification in the hippocampus in the early steps of memory formation

Mecanismo de acao do etanol: envolvimento de glutamato, gaba e dopamina / Mechanism of action of ethanol: involvement of glutamate, gaba and dopamine

O fenomeno da excitoxicidade resulta da ativacao excessiva da neurotransmissao glutamatergica, onde pode ocorrer degeneracao neuronal em algumas regioes especificas do SNC, sendo o receptor NMDA o principal canal envolvido na morte neuronal...

Ethanol, GABA end epilepsy

Ethanol exerts its behavioral effects largely by interacting with receptors to brain neurotransmitters. The molecular mechanisms involving these interactions are still not well known since an ideal model for their study is currently unavailable. In addition, responses to alcohol may vary due to factors such as genetic predisposition, ethanol concentration consumed, and stimuli such as stress, socialization, etc. The chronc consumption of alcohol, similar to that of other drugs such as benzodiazepines and barbiturates, is linked to GABAerigc neurotransmission. GABA is the predominant inhibitory neurotransmitter in the brain. In context of substance abuse, these three drugs first cause a gratifying effect, later tolerance and finally, physical and psychological dependence. If cosumption is interrupted abruptly, a withdrawal syndrome occurs. The Alcohol Withdrawal Syndrome (AWS) is state of hyperexcitability characterized by anxiety, fear, muscular rigidity and tonic-clonic seizures with epileptiform-type charactermental epilepsy models such as "Kindling" or GABA Withdrawal Syndrome (GWS) models. A possible correlation between these models and AWS will allow for a better understanding of the cellular and molecular effects that alcohol exerts on the brain