Psicofarmacología 85

Psicofarmacología 14:85, Abril 2014 el poro del mismo, generando un flujo de Ca2+ al interior de la célula y la activación de numerosas cascadas de señalización intracelular. La estimulación de alta frecuencia (más de 25 Hz) causa una fuerte actividad del RNMDA, permitiendo un gran flujo de Ca2+ al interior de la célula, desencadenando la potenciación. Por el contrario, la estimulación de baja frecuencia (1-5 Hz) resulta en una moderada activación de estos canales y determina una depresión. Esto se debe a la actividad de diferentes subpoblaciones de receptores. Las enzimas que pueden ser activadas por el funcionamiento de los RNMDA incluyen: CAMKII (quinasa dependiente de Ca2+/ calmodulina); calcineurina (proteína fosfatasa 2B); PLA2 (fosfolipasa A2); PLC (fosfolipasa C); PKA (proteína quinasa A, dependiente del AMPc); PKC (proteína quinasa C); NOS (sintetasa del óxido nítrico); MAPK (proteínas quinasas activadoras de mitógenos), y algunas proteasas (Kerchner y Nicoll, 2008). En la LTP se activan proteínas quinasas, y en la LTD fosfatasas, que tienen una función antagónica: esto dependerá de las propiedades específicas de la señal de Ca2+ intracelular: mientras que la LTD requiere de un modesto incremento de Ca2+, la LTP requiere un gran incremento. En relación con la idea que postula a la LTD como la inversa de la LTP, algunos trabajos involucran a la LTD con la endocitosis de los receptores AMPA sinápticos, provocando, según Malenka, un encogimiento de la densidad postsináptica (PSD) y, finalmente, una pérdida completa de la espina dendrítica y de su correspondiente botón presináptico (Alvano y Bauleo, 2004). Las modificaciones a largo plazo de los RNMDA durante LTP se deben a mecanismos que modifican su inserción en la membrana y a cambios en la composición de las subunidades del receptor (Peng y col., 2010). En la depresión de largo plazo hay un cambio actividad dependiente de la función de los RNMDA que ocasiona inactividad de los receptores, modulada por la despolimerización Ca2+ dependiente de los filamentos de actina, así como internalización del NMDA inducida por dinaminas (Montogomery y col., 2005). Las proteínas quinasas activadas serían las responsables, por un lado, de incrementar la eficacia sináptica y mantener este estado de respuesta aumentado debido a la fosforilación de los receptores AMPA, y por otro lado y luego de varias horas, de activar procesos de transcripción/traducción que conducen a la estabilización del cambio sináptico. Para hablar de una plasticidad sináptica a largo plazo, necesitamos: 1) expresión génica; 2) nueva síntesis de proteínas; 3) crecimiento de las conexiones sinápticas. Una única salva de potenciales de acción produce una potenciación de largo plazo precoz, activando a los receptores NMDA con entrada de calcio a la célula postsináptica y puesta en marcha de un conjunto de segundos mensajeros. Dura 1 a 3 horas y no requiere síntesis de nuevas proteínas. Cuatro o más salvas de estímulos inducen una fase más persistente de potenciación de largo plazo, llamada tardía, que dura al menos 24 horas, y que requiere síntesis de novo de proteínas y ARN. Con salvas repetidas, la entrada de Ca2+ recluta también adenililciclasa, que activa la proteína quinasa dependiente de AMP cíclico (PKA), e induce su translocación al núcleo, donde fosforila la proteína CREB. Se activan factores de transcripción y se produce la síntesis de nuevas proteínas, que darán lugar a la creación de nuevas sinapsis en la potenciación de largo plazo (Kandel, 2001) (Figura 1). Receptores de glutamato (Figura 2) El ácido glutámico (Glu) es el principal neurotransmisor excitatorio del sistema nervioso central (SNC). También es el precursor del principal neurotransmisor inhibitorio, el ácido gama-amino butírico (GABA). En el SNC se lo encuentra en una interrelación dinámica entre la glía y las neuronas. El ciclo neurona-glía (o glutamina-glutamato) permite la utilización del Glu como neurotransmisor y su homeostasis: el Glu es captado por las células gliales, principalmente astrocitos, desde el fluido extracelular mediante transportadores específicos, EEAT, lo cual permite reducir sus concentraciones y evitar la neurotoxicidad. La enzima glutamina sintetasa, de ubicación exclusivamente glial, lo convierte en glutamina (Gln), que es transportada a las neuronas, donde, por acción de la glutaminasa se transforma en Glu, que es realmacenado para ser utilizado como neurotransmisor (si la neurona es glutamatérgica) o en GABA, si la neurona es gabaérgicas (Bonavita y col., 2003). El receptor NMDA juega un rol central en los procesos FIGURA 1 Modificado de Kandel E R. 2001. EDITORIAL SCIENS // 23

Dra. Olga Bondolfi FIGURA 2 Receptores de glutamato FIGURA 3 Topología de las subunidades del receptor NMDA Metabotrópicos Metabotrópicos Gpo I Gpo II Gpo III AMPA NMDA Kainato mGlu 1 mGlu 5 mGlu 2 mGlu 3 mGlu 4 mGlu 6 mGlu 7 mGlu 8 GluR1-4 NR1 NR2 A-D NR3 A-B GluR5-7 KA1,2 Clasificación de los receptores de glutamato. Los receptores metabotrópicos de glutamato son ocho (mGlu1-8) y están clasificados dentro de tres grupos (Grupo 1-3). En los receptores ionotrópicos encontramos los receptores AMPA, kainato y NMDA, caracterizados de acuerdo con el agonista utilizado en su diferenciación. Los receptores NMDA son complejos tatraméricos formado por combinaciones d las subunidades NR1, NR2 y/o NR3. Modificado de www.bris.ac.uk fisiológicos, LTP y LTD en el hipocampo, y en la sinaptogénesis y la plasticidad sináptica. Este receptor es un tetrámero, que puede estar integrado por diferentes combinaciones de 7 subunidades, pertenecientes a 3 familias: NR1; NR2 (A-D); NR3 (A-B). Se estructura en su conjunto como un canal iónico permeable a Ca2+. La subunidad NR1 está codificada por un gen único, pero puede presentar 8 isoformas por splicing alternativo. Para las subunidades tipo NR2 existen cuatro genes diferentes, que codifican para las subunidades NR2A, NR2B, NR2C y NR2D. La subunidad NR3 tiene dos formas, A y B, cada una de ellas codificada por su propio gen (Hassel y col., 2005; Llansola y col., 2005). La activación del receptor NMDA requiere de la unión simultánea de dos diferentes agonistas: glutamato (Glu) y glicina (Gli). Los receptores NMDA funcionales generalmente se forman por heterotetrámeros integrados por dos dímeros conformados por las subunidades NR1-NR2. Cada subunidad NR1 posee un sitio de unión para Gli, y cada subunidad NR2, un sitio de unión para Glu. Las subunidades de los receptores ionotrópicos poseen una estructura molecular muy semejante que se organiza en cuatro dominios funcionales: un dominio extracelular con el amino N terminal (DNT), un dominio de unión para el ligando (DBL), una región transmembrana formada por cuatro segmentos hidrofóbicos (M1 a M4), donde el segmento M2 que ingresa parcialmente a la membrana conforma el canal iónico, y finalmente un dominio del carboxilo (C) en la región intracelular (DCT) (Johnson, 2003) (Figura 3). Adicionalmente a los sitios naturales de unión para glicina y glutamato el dímero NR1-NR2, particularmente en la región extracelular de NR2, posee sitios de unión para ligandos endógenos como las poliaminas, sitio de redox para protones y para el zinc, que pueden ejercer un efecto regulador de la actividad del receptor NMDA bajo condiciones fisiológicas o patológicas. Asimismo, existen sitios para ligandos exógenos como esteroides, etanol, ifenprodil, y para algunas moléculas sintéticas que sirven como herramientas experimentales para el estudio de las propiedades del receptor NMDA y para el Caracterizada por su gran N-terminal extracelular, los segmentos transmembranales TM1-4 mas su asa reentrante en la región del poro (TM2), un asa extracelular entre los segmentos TM3-TM4 y el C-terminal citoplasmático. Modificado de Johnson, 2003. desarrollo de antagonistas con posibilidades terapéuticas (Schorge y Colquhoun, 2003; Schuler y col., 2008) (Figuras 4 y 5). Subunidades del receptor NMDA Subunidad NR1: es importante en la regulación de las propiedades del canal. El tráfico y ensamblaje de las subunidades del NMDA son procesos finamente regulados, y particularmente en el caso de NR1 constituyen pasos críticos para su expresión en la membrana plasmática. Existen 8 variantes que difieren entre sí por la presencia o ausencia de una secuencia de 21 aminoácidos (N1: exón 5) en la región N-terminal, y por diferencias en los exones 21 y 22 dan lugar a cambios en las secuencias de la región C-terminal (Zukin y Benett, 1995; Holmes y col., 2002). Subunidad NR2: Están restringidas a cierto núcleos definidos dentro del SNC, y sus patrones de expresión cambian durante el desarrollo (Monyer y col., 1994). Esta subunidad es determinante en la diversidad funcional del receptor NMDA como la sensibilidad, conductancia, cinética de desactivación y de desensibilización del receptor, influyendo directamente en la duración de las corrientes postsinápticas excitatorias (Erreger y col., 2005; Lester y col., 1990). En general, todas las subunidades NR2 presentan un dominio intracelular C-terminal mucho más extenso que el de las unidades NR1. Mediante el análisis de ratones transgénicos que expresan formas truncadas de NR2 se demostró que el extremo C-terminal es fundamental para la función y localización de estas subunidades en la membrana sinápti- 24 // EDITORIAL SCIENS