Modulacion del metabolismo mitocondrial del neuronaas hipocampales por la actividad glutamatergica

Abstract

El sistema nervioso central da cuenta de un 20% del consumo de glucosa en reposo, determinado principalmente por las neuronas, que consumen adenosín trifosfato (ATP) para el restablecimiento de los gradientes electroquímicos disipados por la actividad sináptica. Se acepta que la producción de ATP por la fosforilación oxidativa a nivel mitocondrial, satisface la mayor parte de los requerimientos energéticos de la neurona, tanto en condiciones de reposo, como en actividad. El objetivo de este trabajo fue caracterizar la modulación de la actividad metabólica mitocondrial durante la actividad glutamatérgica en cultivos primarios de neuronas hipocampales, utilizando nanosensores codificados genéticamente que miden los niveles citoplasmáticos de piruvato, producción de ATP y ATP/ADP, en conjunto con sondas para medir el calcio (Ca+2) y el potencial de membrana mitocondrial (∆ψm). Los resultados mostraron que los cultivos neuronales responden tanto a glutamato exógeno como a glutamato endógeno (mediante el bloqueador de los receptores GABA, bicuculina) con aumentos del calcio citosólico, pero, solo el glutamato exógeno pudo aumentar el consumo mitocondrial de piruvato y despolarizar la mitocondria. Paralelamente, se observaron caídas del ATP citosólico en respuesta tanto a glutamato, como a bicuculina. En conclusión, el presente estudio sugiere que el metabolismo mitocondrial respondería en forma distinta a glutamato exógeno y al glutamato endógeno.