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3-Nitropropionic acid toxicity in hippocampus: protection through N-methyl-D-aspartate receptor antagonism.
Karanian, David A; Baude, Andrea S; Brown, Queenie B; Parsons, Christopher G; Bahr, Ben A.
Afiliação
  • Karanian DA; Department of Pharmaceutical Sciences, University of Connecticut, Storrs, Connecticut 06269-3092, USA. david.karanian@uconn.edu
Hippocampus ; 16(10): 834-42, 2006.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-16897723
ABSTRACT
The over-activation of glutamate receptors can lead to excitotoxic cell death and is believed to be involved in the progression of neurodegenerative events in the vulnerable hippocampus. Here, we used an in vitro slice model to study toxicity produced in the hippocampus by the mitochondrial toxin 3-nitropropionic acid (3-NP). The organotypic slice cultures exhibit native cellular organization as well as dense arborization of neuronal processes and synaptic contacts. The hippocampal slices were exposed to 3-NP for 2-20 days, causing calpain-mediated breakdown of the spectrin cytoskeleton, a loss of pre- and postsynaptic markers, and neuronal atrophy. The N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor antagonist memantine reduced both the cytoskeletal damage and synaptic decline in a dose-dependent manner. 3-NP-induced cytotoxicity, as determined by the release of lactate dehydrogenase, was also reduced by memantine with EC50 values from 1.7 to 2.3 microM. Propidium iodide fluorescence and phase contrast microscopy confirmed memantine neuroprotection against the chronic toxin exposure. In addition, the protected tissue exhibited normal neuronal morphology in the major hippocampal subfields. These results indicate that antagonists of NMDA-type glutamate receptors are protective during the toxic outcome associated with mitochondrial dysfunction. They also provide further evidence of memantine's therapeutic potential against neurodegenerative diseases.
Assuntos
Antagonistas de Aminoácidos Excitatórios/farmacologia; Hipocampo/metabolismo; Degeneração Neural/tratamento farmacológico; Degeneração Neural/prevenção & controle; Vias Neurais/metabolismo; Fármacos Neuroprotetores/farmacologia; Receptores de N-Metil-D-Aspartato/efeitos dos fármacos; Animais; Animais Recém-Nascidos; Citoesqueleto/efeitos dos fármacos; Citoesqueleto/patologia; Relação Dose-Resposta a Droga; Antagonistas de Aminoácidos Excitatórios/uso terapêutico; Ácido Glutâmico/metabolismo; Hipocampo/efeitos dos fármacos; Hipocampo/fisiopatologia; Memantina/farmacologia; Mitocôndrias/efeitos dos fármacos; Mitocôndrias/metabolismo; Degeneração Neural/induzido quimicamente; Vias Neurais/efeitos dos fármacos; Vias Neurais/fisiopatologia; Doenças Neurodegenerativas/tratamento farmacológico; Doenças Neurodegenerativas/metabolismo; Doenças Neurodegenerativas/fisiopatologia; Neurônios/efeitos dos fármacos; Neurônios/metabolismo; Neurônios/patologia; Fármacos Neuroprotetores/uso terapêutico; Neurotoxinas/antagonistas & inibidores; Neurotoxinas/toxicidade; Nitrocompostos/antagonistas & inibidores; Nitrocompostos/toxicidade; Técnicas de Cultura de Órgãos; Propionatos/antagonistas & inibidores; Propionatos/toxicidade; Ratos; Ratos Sprague-Dawley; Receptores de N-Metil-D-Aspartato/metabolismo; Sinapses/efeitos dos fármacos; Sinapses/metabolismo; Sinapses/patologia; Transmissão Sináptica/efeitos dos fármacos; Transmissão Sináptica/fisiologia
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Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Receptores de N-Metil-D-Aspartato / Fármacos Neuroprotetores / Antagonistas de Aminoácidos Excitatórios / Hipocampo / Degeneração Neural / Vias Neurais Idioma: En Ano de publicação: 2006 Tipo de documento: Article
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