Modulación aguda del transporte de hexosas en neuronas y astrocitos
Autor
Loaiza Díaz, Anitsi Marcela
Institución
Resumen
El transporte de glucosa es activado agudamente ante estrés metabólico en distintos tipos celulares, sin embargo, no se ha informado de tal modulación en células cerebrales, cuyo metabolismo es casi exclusivamente dependiente de glucosa. Este trabajo consistió en investigar si el transporte de glucosa en neuronas y astrocitos es estimulado por efecto del neurotransmisor excitatorio glutamato, inductor de estrés metabólico en estas células. El desarrollo de este trabajo comprendió tres etapas. En la primera se caracterizaron los cultivos mixtos hipocampales, identificándose neuronas y astrocitos por criterios morfológicos, inmunocitoquímicos y funcionales. Además, se detectó la presencia de GLUT1 en astrocitos. En la segunda etapa, se desarrollaron dos métodos independientes de medición de captación de hexosas (galactosa y 2-NBDG), basados en microscopía confocal de epifluorescencia. Ambos métodos fueron efectivos en la medición del transporte de hexosas sensibles a citocalasina-B, sin embargo, se optó estudiar la modulación del transporte usando la hexosa fluorescente (2-NBDG) debido a su menor sensibilidad a artefactos de manipulación. La tercera etapa consistió en evaluar el efecto del glutamato sobre la captación de la hexosa. Contrario a lo esperado, el neurotransmisor inhibió en un 42 % la captación de 2-NBDG, fenómeno que fue reproducido por AMPA, un agonista de los receptores ionotrópicos de glutamato. Tanto la entrada de calcio como la entrada de sodio fueron identificadas como factores necesarios pero no suficientes para la inhibición por AMPA. En astrocitos el glutamato estimuló rápidamente, en el orden de segundos, la captación de 2-NBDG, fenómeno de interés para los modelos actuales de interacción metabólica entre neuronas y astrocitos. Glucose transport is activated by metabolic stress in different cell types, however modulation has not been reported in brain cells, whose metabolism is almost exclusive dependent of glucose. This study investigated if glucose transport in neurons and astrocytes is stimulated by the excitatory neurotransmissor, glutamate, and an inducer of metabolic stress in these cells. This study comprised three parts. In the first, hippocampal mixed cultures were characterized, identifying neurons and astrocytes by morphological, inmunocytochemical and functional criteria. Also, GLUT1 was detected in astrocytes. The second part included the development of two independents assays of hexose (galactose and 2-NBDG) uptake, based in epifluorescence confocal microscopy. Both assays were effective at measuring, cytochalasin-B-sensitive hexose transport; however, we chose the fluorescent hexose (2-NBDG) to further study transport modulation due to its lower sensitivity to manipulation artifacts. The third part was an evaluation of the effect of glutamate on hexose uptake. Contrary to our expectation, the neurotransmissor inhibited 2-NBDG uptake by 42 %, phenomenon that was reproduced by AMPA, an ionotropic glutamate receptor agonist. Calcium and sodium entry were identifying as necessary factors but not sufficient for the inhibition by AMPA. In astrocytes, glutamate quickly stimulated, in the order of seconds, 2-NBDG uptake, phenomenon of interest for current models of metabolic interaction between neurons and astrocytes.