Modelo de simulación para la liberación de neurotransmisores en la sinapsis.

La utilización de simulaciones por ordenador en el campo de la neurociencia, ofrece una mejora radical en el método científico al proporcionar un medio en el que poder probar hipótesis sobre los complejos modelos biológicos. Hay que tener en cuenta que la calidad de las simulaciones es directamente proporcional a la calidad de los datos y a la exactitud en la abstracción matemática de los procesos biológicos. Las sinapsis son los contactos que permiten el intercambio de información entre neuronas. A través de ellas, las neuronas son capaces de formar circuitos que intervienen en las operaciones funcionales específicas de las distintas regiones del cerebro. Por tanto, puede considerarse a la sinapasis como la estructura elemental y la unidad funcional en la construcción de circuitos neuronales. La inmensa mayoría de las sinapsis del cerebro de los vertebrados son sinapsis químicas. En ellas el elemento presináptico es generalmente un terminal axónico, mientras que el elemento postsináptico puede ser un cuerpo neuronal, el segmento inicial del axón, un tronco dendrítico o una espina dendrítica. Las membranas de los elementos pre y postsináptico no entran en contacto, sino que están separadas por un pequeño espacio denominado hendidura sináptica. En una sinapsis química, el elemento presináptico libera una sustancia química, el neurotransmisor, que difunde por la hendidura sináptica y actúa sobre el elemento postsináptico. Desde un punto de vista operacional, una sinapsis convierte un impulso eléctrico que alcanza el elemento presináptico en una señal química, que a su vez provoca un fenómeno eléctrico en el lado postsináptico. Para que esto ocurra, el neurotransmisor liberado debe difundir por la hendidura sináptica e interactuar con receptores específicos presentes en la membrana postsináptica. Dependiendo del tipo de neurotransmisor utilizado y de los receptores implicados la sinapsis podrá ser excitatoria, si se estimula el elemento postsináptico, o inhibitoria si ocurre lo contrario.La transmisión sináptica ocurre a escala submicroscópica, lo que la hace inaccesible a la observación experimental directa. Sin embargo, tanto la difusión del neurotransmisor como su interacción con los receptores sinápticos pueden simularse dado que dependen de parámetros fisico-químicos conocidos. En este trabajo hemos elegido como objeto de estudio una sinapsis glutamatérgica (que usa glutamato como neurotransmisor excitatorio) debido a que es la sinapsis más común en la corteza cerebral. Si bien se conocen las propiedades de los diferentes tipos de receptores de glutamato, se desconoce la influencia que pueda tener en el comportamiento de la sinapsis la geometría de ésta, es decir, su forma y tamaño. Sabemos por estudios de microscopía electrónica que tanto la forma como el tamaño de las sinapsis son muy variables, y es precisamente esta variabilidad la que pretendemos simular, junto con otros parámetros como el número de receptores de neurotransmisor.

Efecto del clorhidrato de tiaprida sobre el metabolismo oxidativo de cerebro de rata "in vitro"

El clorhidrato de tiaprida es una benzamida u ortopramida con efecto neuroléptico atípico. En el presente trabajo se estudia el efecto del clorhidrato de tiaprida sobre el consumo de oxígeno, glucosa, fosforilación oxidativa mitocondrial, actividad ATPasa y la interacción con diversos neurotransmisores en preparaciones de cortes de corteza de rata "in vitro". En relación con el MATERIAL Y METODOS, se determinó el consumo de oxígeno en cortes, homogeneizados y mitocondrias de cerebro de rata "in vitro" mediante técnica manométrica. La actividad ATPasa se determinó estimando el fosfato inorgánico liberado a partir del adenosín-trifosfato (ATP) en ausencia y en presencia de ouabaína. Se determinó el consumo de glucosa mediante el proceder de la glucosa-oxidasa y también se estudió la fosforilación oxidativa mitocondrial. Para el estudio de las interacciones con los neurotransmisores se recurrió a los cortes de cortaza cerebral de rata "in vitro". Se determinó el valor de la Concentración Inbitoria50 cuando el antagonismo era de tipo no competitivo. El clorhidrato de tiaprida a las concentraciones de 10-3, 10-4 y 10-5M disminuye el consumo de oxígeno de homogeneizados de cerebro de rata "in vitro", no desacopla la fosforilación oxidativa mitocondrial, no modifica el consumo de oxígeno y de glucosa de cortes de cerebro de rata "in vitro" incubados en solución de Krebs-Ringer fosfato normal, no inhibe la actividad ATPasa de membrana sodio-potasio dependiente, ni la actividad ATPasa no sensible a ouabaína. El clorhidrato de tiaprida a la concentración de 10-6M antagoniza el incremento de consumo de oxígeno inducido por la dopamina en cortes de cerebro de rata "in vitro" incubados en solución de Krebs-Ringer fosfato pH 7.4 con glucosa 10 mM, siendo este antagonismo de tipo no competitivo. El clorhidrato de tiaprida no modifica los efectos de histamina y serotonina sobre el consumo de oxígeno de cortes de cerebro de rata.

Expresión funcional del receptor GABA p1 humano en levaduras

Tesis (Doctorado en en Ciencias con Especialidad en Biología Molecular e Ingeniería Genética) UANL

Esquizofrenia, genética, epigênesis, ambiente: uma revisão sistemática das hipóteses etiológicas unifi cadas e do perfi l genética; e um novo algoritmo para o tratamento dos achados principais

Contexto: la esquizofrenia es un síndrome complejo relacionado con genes y factores de riesgo no genéticos. Estudios epidemiológicos reconocidos reportan su presencia en todas las culturas y regiones geográficas. En este sentido, las Hipótesis Etiológicas Unificadas enfrentan simultáneamente el desafío de presentar los datos experimentales y demostrar que éstos dan cuenta del perfil universal del síndrome. Objetivos: revisar sistemáticamente las más prominentes Hipótesis Etiológicas Unifi - cadas, así como la distribución semántica de los hallazgos genéticos (mediante técnicas de minería de datos) y proponer un nuevo modelo, basado en los efectos dinámicos de carácter epigenético sobre la activación genética en el neurodesarrollo y la pubertad. Resultados: de manera general, las Hipótesis Etiológicas Unificadas contradicen los  principales hallazgos genéticos (que sugieren que la esquizofrenia está asociada al perfil de neurotransmisores como D-1 y la cascada Glutamato-NMDA); también, por regla general, los hallazgos genéticos se encuentran esparcidos por todo el genoma (tal como revelamos en un mapa topológico de los 3519 estudios en el asunto). La clave para este estado complejo de cosas puede estar representada por la asociación entre la perspectiva de que cada polimorfismo asociado a la esquizofrenia representa un factor de riesgo estadístico (es decir, aumentando el riesgo de inestabilidades del desarrollo), mientras que las cascadas moleculares de carácter epigenético y los factores de riesgo ambientales permanecen actuantes mediante la activación de genes en períodos críticos.

La preferencia lateral de la rata en el laberinto en t : efecto de la práctica, diferencias sexuales y relaciones con los sistemas catecolaminérgicos.

1. Estudiar la preferencia lateral de la rata en el laberinto en t en relación con el efecto de la práctica y las diferencias sexuales. 2. Profundizar en la relación de la preferencia lateral con los sistemas catacolaminérgicos, mediante manipulaciones farmacológicas pre y postsinápticas. Exp. I: 85 ratas macho Sprague-Dawley, de tres meses de vida. Exp. II: 29 ratas hembras Sprague-Dawley, de tres meses de vida. Exp. III: 22 ratas elegidas al azar de entre las 85 del experimento I. Exp. IV: 31 ratas elegidas al azar entre las 85 del experimento I. Exp. I: diseño con medidas repetidas. Variable independiente: la práctica de diez días consecutivos. Variable dependiente: preferencia lateral de la rata en el laberinto en t. Exp. II: se utilizó el mismo diseño y las mismas variables que en el experimento I. Exp. III: diseño factorial. Grupos: preferencia derecha, preferencia izquierda y no preferencia. Días: día cero; días previos a la administración de anfetaminas; día 1, administración de anfetaminas; días 2 y 7, posteriores a la administración. Variable dependiente: preferencia lateral y rotaciones. Exp. IV: diseño factorial. Grupo: preferencia dcha. y preferencia izda. Tratamiento, con cinco niveles. Para comprobar los efectos de la dosis de 1 mg/kg utilizamos un diseño de medidas repetidas con los 5 niveles correspondientes al factor tratamiento. Laberinto en t, generador de descargas eléctricas y cajas rectangulares de cristal. Exp. I: a. La repetición de la prueba afecta a la preferencia lateral que los animales muestran en el laberinto, aumentando la consistencia de la elección y el grado de lateralidad individual y produciendo lateralización con sesgo poblacional hacia la derecha. b. El quinto día parece ser la clave para la estabilización del porcentaje de preferencia lateral. Exp. II: se evidencia la existencia de diferencias sexuales, dándose una mayor lateralización en los machos. Exp.III y IV: a. Ni la anfetamina ni la apomorfina tuvieron efectos sobre la lateralidad de la rata. b. No hay relación entre lateralidad y rotaciones, estas conductas están controladas por sistemas independientes, aunque no excluyentes. c. El control de la preferencia lateral parece estar mediado por estructuras a un nivel superior que el estriado. Futuras investigaciones podrían ir encaminadas a estudiar los efectos de variaciones sistemáticas del número de ensayos y el número de días, así como la interacción de ensayos por días y modificaciones sobre los ritmos biológicos tendrían sobre el de estabilización de los porcentajes de preferencia. También se podría estudiar la participación de otras estructuras como el hipocampo, corteza prefrontal, estriado, así como la implicación de otros neurotransmisores.

Biología celular de la neurona y de la sinapsis.

Se trata de una lección de apertura del curso académico 1994-95, dirigida a lo alumnos de primer curso de Medicina. La obra comienza con una pequeña introducción, tras la cual se desarrollan, brevemente, estos seis temas: el concepto de neurona: la doctrina neuronal de Cajal; Organización del sistema nervioso como un sistema de comunicación neural; concepto y clasificación de las sinapsis químicas;Estructura general de las sinapsis químicas; los neurotransmisores; Mecanismo de la transmisión sinaptica.

El papel de polimorfismos del gen COMT en la susceptibilidad a la Depresión Mayor

Se ha descrito que las alteraciones de las vías noradrenérgica, serotoninérgica y dopaminérgica son responsables de la fisiopatología de la depresión y, la modulación variable de las mismas es, hasta cierto punto, responsable de la variabilidad individual en la respuesta clínica al tratamiento antidepresivo observada en diferentes pacientes. Considerando que la enzima Catecol-O-Metiltransferasa (COMT) es importante en el catabolismo de neurotransmisores como noradrenalina y dopamina, se propone examinar la asociación entre los haplotipos del gen COMT y la susceptibilidad a la depresión mayor. Este estudio está focalizado en pacientes con diagnostico de depresión mayor. En Colombia la frecuencia de uso de los servicios de salud para la atención de trastornos del estado de ánimo es de 14,2%, de estos el más frecuente es el trastorno depresivo mayor. Este hecho, sumado a la variación en la respuesta a medicamentos antidepresivos hace necesario la implementación de estudios que integren áreas de Psiquiatría y Genética hacia objetivos comunes como la identificación de los aspectos genéticos y clínico- psiquiátricos que ayuden a optimizar el diagnóstico y la terapéutica en este grupo de pacientes. La revisión de la literatura especializada permite concluir que éste es el primer estudio en Colombia que relaciona los polimorfismos de COMT con la susceptibilidad a la depresión mayor y permitirá determinar las frecuencias alélicas y genotípicas de los polimorfismos que se encuentren en la población.

Acupuncture as therapeutic resource in patient with bruxism

Bruxism is the harmful habit of clenching or grinding the teeth during the day and / or night, with unconscious pattern, with particular intensity and frequency, outside the functional movements of chewing and swallowing. It is accepted that bruxism is a response controlled by the neurotransmitters dopamine system associated with emotional component. The proposed of treatment of bruxism with acupuncture aims to stimulate sensory fibers of the peripheral nervous system leading to electrical transmission by neurons sufficient to produce changes in the central nervous system. As a consequence there is the release of substances (cortisol, endorphins, dopamine, noradrenaline and serotonin) that promote wellness and restoration of harmony, be it psychological, biological and / or behavioral.

Desarrollo de una herramienta para el análisis de imágenes cerebrales multimodales

En la actualidad, el desarrollo de las tecnologías de adquisición y análisis de imagen médica permiten la implementación de aplicaciones con fines clínicos y de investigación que resulten en un mejor conocimiento de la fisiopatología humana y, en la práctica, un mejor tratamiento a los pacientes. Utilizando imágenes de resonancia magnética nuclear y de tomografía por emisión de fotón único (SPECT), se han desarrollado los algoritmos de registro necesarios para ser integrados en dos procedimientos de uso clínico. En el primero de estos procedimientos, el objetivo es la localización del foco epileptogénico en casos de epilepsia fármacorresistente mediante el protocolo denominado SISCOM. En este contexto, se ha implementado un algoritmo de registro rígido para el corregistro de Resonancia Magnética e imagen SPECT interictal, así como un algoritmo de registro afín que ayuda a la segmentación de imágenes SPECT. Así mismo, se han validado y caracterizado ambos algoritmos y la librería sobre la que se han desarrollado. El segundo procedimiento tiene por objeto la cuantificación de neurotransmisores dopaminérgicos para el diagnóstico de Enfermedad de Parkinson. En este contexto, se ha implementado un algoritmo de registro SPECT-template necesario para realizar correctamente la cuantificación.

Dopamine signaling is essential in cognitive process and motor performance

La dopamina es uno de los principales neurotransmisores del sistema nervioso central y desempeña un papel esencial en diferentes funciones: neuroendocrinas, motivacionales/emocionales y, especialmente, motoras y cognitivas. Las funciones de la dopamina están media-das en gran medida por la estimulación de sus principales receptores D1 (D1R) y D2 (D2R). En esta tesis hemos estudiado el papel que ambos receptores desempeñan en los procesos de apren-dizaje y memoria, así como la regulación que ejercen sobre las neuronas estriatales TH-immunoreactivas (TH-ir) y su posible implicación en la respuesta motora. Para abordar este proyecto hemos utilizado ratones knock-out para el receptor D1 (Drd1a-/-) y D2 (Drd2-/-) ya que no existen compuestos farmacológicos capaces de diferenciar eficazmente entre receptores dopaminérgicos de la misma familia. Además, para el estudio de las neuronas TH-ir realizamos lesiones con 6-OHDA a ratones que posteriormente recibieron un tratamiento crónico con L-DOPA, siendo este el mecanismo más eficaz para inducir la expresión de las neuronas TH-ir objeto de nuestro estudio. Para completar todo ello realizamos test conductuales que evalúan respuesta motora, como el test del cilindro, y diferentes tipos de aprendizaje y me-moria para los cuales utilizamos test específicos. Entre estos test se encuentran: los laberintos de Barnes y Morris para memoria espacial, evitación activa/pasiva y condicionamiento del mie-do para el aprendizaje asociativo, y el reconocimiento de objetos para la memoria de reconoci-miento...

Galanin interacts with Neuropeptide Y Y1 receptor in the dentate gyrus of the hippocampus through GALR2/NPYY1R heterodimers

We have shown Galanin(GAL) and Neuropeptide Y Y1(NPYY1) interactions at behavioural, cellular and receptor levels through GALR2/NPYY1R heterodimers in the amygdala. The aim of this work was to analyze GAL/NPYY1R interactions in the Dentate Gyrus(DG) of the Hippocampus, using autoradiographic, in situ hybridization and in situ proximity ligation assay(PLA). Rats(n=6) were sacrificed 15 minutes or 5 hours after icv injections of GAL(3nmol) and DG sections were incubated with NPYY1R agonist [I125]-[Leu31,Pro34]PYY(25 pM) or NPYY1R-33PdATP specific probe, for autoradiography and in situ hybridization respectively. Autoradiograms were analyzed using NIH image analysis system and Student’s unpaired t-test was used. For PLA, DG sections were incubated with anti-GALR2 Rabbit(1:100) and anti-NPYY1R Goat(1:200). PLA signals were detected with PLA PLUS or MINUS probes for rabbit or goat/mouse antibodies. PLA signals were visualized by using a confocal microscope Leica TCS-SL confocal microscope(Leica). We observed that GAL significant increased the NPYY1R agonist [I125]-[Leu31,Pro34]PYY binding in the DG by 20% (p<0,05) and the NPYY1R mRNA expression in the granular layer of DG by 31% (p<0,001). Moreover, PLA-positive red clusters were found specifically in the polymorphic layer and subgranular zone of the DG. No PLA clusters were observed neither in the molecular layer of the DG nor in the corpus callosum, an area that seems to lack of GALR2 receptor. These results demonstrate a novel mechanism of interaction between GAL and NPY1R in the DG at receptor level, probably involving the formation of GALR2/NPYY1R heteroreceptor complexes. Study supported by Junta de Andalucia CVI6476.

Absence of LPA1 receptor results in altered pattern of limbic activation after tail suspension test

Stress serves as an adaptive mechanism and helps organisms to cope with life-threatening situations. However, individual vulnerability to stress and dysregulation of this system may precipitate stress-related disorders such as depression. The neurobiological circuitry in charge of dealing with stressors has been widely studied in animal models. Recently our group has demonstrated a role for lysophosphatidic acid (LPA) through the LPA1 receptor in vulnerability to stress, in particular the lack of this receptor relates to robust decrease of adult hippocampal neurogenesis and induction of anxious and depressive states. Nevertheless, the specific abnormalities in the limbic circuit in reaction to stress remains unclear. The aim of this study is to examine the differences in the brain activation pattern in the presence or absence of LPA1 receptor after acute stress. For this purpose, we have studied the response of maLPA1-null male mice and normal wild type mice to an intense stressor: Tail Suspension Test. Activation induced by behaviour of brain regions involved in mood regulation was analysed by stereological quantification of c-Fos immunoreactive positive cells. We also conducted multidimensional scaling analysis in order to unravel coativation between structures. Our results revealed hyperactivity of stress-related structures such as amygdala and paraventricular nucleus of the hypothalamus in the knockout model and different patterns of coactivation in both genotypes using a multidimensional map. This data provides further evidence to the engagement of the LPA1 receptors in stress regulation and sheds light on different neural pathways under normal and vulnerability conditions that can lead to mood disorders.

Ketamina para el tratamiento de la hiperalgesia causada por remifentanil en cirugía: revisión sistemática de literatura

La hiperalgesia secundaria a la administración de remifentanil se ha documentado tanto en estudios animales como en estudios experimentales en humanos y ha aumentado su incidencia dado su uso cada vez más frecuente para el mantenimiento durante diferentes procedimientos anestésicos, anestesia general balanceada, anestesia total intravenosa y sedaciones. La hiperalgesia secundaria al uso de remifentanil es un proceso pro-nociceptivo relacionado pero que difiere de la tolerancia aguda, en el que los neurotransmisores excitatorios de N- metil D aspartato (NMDA) juegan un rol central. Por tanto la ketamina se ha utilizado en diferentes dosis para la prevención de dicha hiperalgesia sin que se haya establecido su efectividad para la prevención y tratamiento de esta condición. Se encontraron 8 estudios publicados en los últimos 10 años que proponen a la ketamina como una estrategia útil y efectiva el tratamiento de la hiperalgesia inducida por el uso de remifentanil. Los resultados demuestran que la ketamina es un tratamiento costo efectivo para el tratamiento de la hiperalgesia en diferentes poblaciones sometidas a diversos procedimientos quirúrgicos y anestésicos que incluyan la administración de remifentanil tanto en la inducción como en el mantenimiento anestésico sin generar efectos secundarios adicionales, así como que logra disminuir el consumo de opioides y la EVA en el posoperatorio.