Receptors d’adenosina i sinapsi neuromuscular: localització i relació amb l’alliberament de l’acetilcolina

Abstract

En els contactes neuronals, l’alliberació de neurotransmissor està bàsicament controlada per la confluència funcional de diversos receptors metabotròpics que modulen les vies de senyalització a través d’un mecanisme que depèn de l’activitat. Actualment, es coneix que l’adenosina i l’ATP alliberats pels terminals nerviosos modulen el metabolisme presinàptic a través dels receptors purinèrgics tipus 1 (anomenats P1R; A1, A2A, A2B i A3) i tipus 2, respectivament. La distribució precisa dels P1Rs en la unió neuromuscular (NMJ) no es coneix amb exactitud. En aquesta tesis mitjançant una combinació de la tècnica d’immunohistoquímica i microscòpia confocal s’ha localitzat aquests receptors en els terminals motors de la NMJ del múscul Levator auris longus de ratolí. A més, s’ha treballat en condicions en les quals la maquinària de la neurotransmissió es troba més preservada. S’ha bloquejat els canals de sodi dependents de voltatge de les cèl·lules musculars amb la μ-conotoxina GIIIB. En els estudis electrofisiològics s’ha mostrat que la presència de moduladors inespecífics i específics dels P1Rs no produeixen canvis en l’alliberació evocada. Per tant, els P1Rs poden no tenir un efecte real en la transmissió neuromuscular en condicions basals. No obstant, aquest receptors limiten l’alliberació espontània d’acetilcolina tenint un paper conservador i poden protegir la funció sinàptica disminuint la magnitud de la depressió durant una activitat repetitiva (40 Hz o 100 Hz durant 2 minuts). A més, s’ha observat una interdependència del mecanisme purinèrgic i muscarínic en la modulació de l’alliberació de neurotransmissor i una cooperació en el control de la depressió. Per un altre banda, un desequilibri dels P1Rs produeix un desacoblament de la proteïna quinasa C en la neurotransmissió evocada. Addicionalment, s’ha observat una interacció funcional d’aquest receptors amb la proteïna quinasa A i els canals de calci dependents de voltatge en la modulació de la neurotransmissió.

En los contactos neuronales, la liberación de neurotransmisor está básicamente controlada por la confluencia funcional de diversos receptores metabotrópicos que modulan las vías de señalización a través de un mecanismo que depende de la actividad. Actualmente, se conoce que la adenosina y el ATP liberados por los terminales nerviosos modulan el metabolismo presináptico a través de los receptores puirnérgicos tipo 1 (llamados P1R; A1, A2A, A2B i A3) y tipo 2, respectivamente. La distribución precisa de los P1Rs en la unión neuromuscular (NMJ) no se conoce con exactitud. En esta tesis mediante una combinación de la técnica de inmunohistoquímica y microscopia confocal se han localizado estos receptores en los terminales nerviosos motores de la NMJ del músculo Levator auris longus de ratón. Además, se ha trabajado en condiciones en las cuales la maquinaria sináptica de la neurotransmisión está más preservada. Se han bloqueado los canales de sodio dependientes de voltaje de las células musculares con la μ-conotoxina GIIIB. En los estudios electrofisiológicos se ha mostrado que la presencia de moduladores inespecíficos y específicos de los P1Rs no producen cambios en la liberación evocada. Por lo tanto, los P1Rs pueden no tener efecto real en la transmisión neuromuscular en condiciones basales. No obstante, estos receptores limitan la liberación espontánea teniendo un papel conservador y pudiendo proteger la función sináptica disminuyendo la magnitud de la depresión durante una actividad repetitiva (40 Hz o 100 Hz durante 2 minutos). Además se ha observado una interdependencia del mecanismo purinérgico y muscarínico en la modulación de la liberación de neurotransmisor y una cooperación en el control de la depresión. Por otro lado, un desequilibrio de los P1Rs produce un desacoplamiento de la proteína quinasa C en la neurotransmisión evocada. Adicionalmente, se ha observado una interacción funcional de estos receptores con la proteína quinasa A i los canales de calcio dependientes de voltaje en la modulación de la transmisión.

In neuronal contacts, neurotransmitter release is ultimately controlled by functional confluence of several metabotropic receptors mediated signalling pathways in modulated and activity-dependent process. It is now known that adenosine and ATP released by nerve endings modulate the presynaptic metabolism through purinergic receptors type 1 (named P1Rs; A1, A2A, A2B and A3) and type 2, respectively. The precise distribution of P1Rs at the neuromuscular junction (NMJs) is not fully resolved. In this thesis, we used confocal immunocytochemistry to identify these receptors in the motor endings at Levator auris longus (LAL) mouse NMJs. Moreover, we hypothesize that in more preserved neurotransmission machinery conditions (blocking the voltage-dependent sodium channel of the muscle cells with μ-conotoxin GIIIB) the physiological role of the P1Rs in the NMJ must be better observed. We found that the presence of nonselective or selective modulators of P1Rs subtypes does not result in any changes in the evoked release. Thus, P1Rs might have no real effect on neuromuscular transmission in resting conditions. However, these receptors can conserve resources by limiting spontaneous quantal leak of acetylcholine and they may protect synaptic function by reducing the magnitude of depression during repetitive activity (40 Hz or 100 Hz for 2 minutes). Furthermore, we showed that the purinergic and the muscarinic mechanism absolutely depend upon each other for the modulation of neurotransmitter release and both mechanisms cooperate in the control of depression. On the other hand, the imbalance of P1Rs uncouples protein kinase C from evoked transmitter release. In addition, we observed a functional interaction between adenosine receptors with protein kinase A and voltatge-dependent calcium channels in the modulation transmitter release.