Original Article
The effects of lesions in the compact part of the substantia nigra on glutamate and GABA release in the pedunculopontine nucleus
Efecto de la lesión de la sustancia negra parte compacta sobre la liberación de glutamato y GABA en el núcleo pedunculopontino
L.
Blanco-Lezcano
,
L.L.
Rocha-Arrieta
,
L.
Álvarez-González
,
L.
Martínez-Martí
,
N.
Pavón-Fuentes
,
M.E.
González-Fraguela
,
Y.
Bauzá-Calderín
,
Y. Coro-Grave de
Peralta
Rev Neurol 2005
, 40(1),
23–29;
https://doi.org/10.33588/rn.4001.2004062
Abstract
INTRODUCTION The pedunculopontine nucleus (PPN), co-localized with the mesencephalic locomotor region, has been proposed as a key structure in the physiopathology of Parkinson’s disease. OBJECTIVES. The goal of the present study was to assess if the aminoacid neurotransmitter release in the PPN is modified by the degeneration of dopaminergic cells, from substantia nigra pars compacta in 6-hydroxidopamine (6-OHDA)-lesioned rats. In addition, it was studied the aminoacid neurotransmitter release in the PPN of rats with lesion of the subthalamic nucleus by quinolinic acid (QUIN) (100 nmol) intracerebral injection.
MATERIALS AND METHODS Rats were assigned to five groups: untreated rats (I) (n = 13), 6-OHDA lesion (II) (n = 11), 6-OHDA + QUIN lesion (III) (n = 9), sham-operated (IV) (n = 10), QUIN, STN (V) lesioned (n = 9). The extracellular concentrations of glutamic acid (GLU) and gamma-aminobutyric acid (GABA) were determined by brain microdialysis and high performance liquid chromatography (HPLC).
RESULTS GLU released in PPN from 6-OHDA lesioned rats (group II), was significantly increased in comparison with the others groups (F(4, 47) = 18.21, p < 0.001). GABA released shows significant differences between experimental groups (F(4, 45) = 12.75, p < 0.001). It was detected a higher valour (p < 0.05) in-group II. The groups III and IV exhibited intermeddle valour (p < 0.001) and groups I and IV (p < 0.001) showed the lower GABA extracellular concentrations. The infusion of artificial cerebrospinal fluid with higher potassium (100 mmol) induced an increase in the GLU and GABA released in all groups, which confirm the neuronal origin of the extracellular content. CONCLUSION. These results are in agreement with the current model of basal ganglia functioning and suggest the role of STN-PPN projection in the physiopathology of Parkinson’s disease.
MATERIALS AND METHODS Rats were assigned to five groups: untreated rats (I) (n = 13), 6-OHDA lesion (II) (n = 11), 6-OHDA + QUIN lesion (III) (n = 9), sham-operated (IV) (n = 10), QUIN, STN (V) lesioned (n = 9). The extracellular concentrations of glutamic acid (GLU) and gamma-aminobutyric acid (GABA) were determined by brain microdialysis and high performance liquid chromatography (HPLC).
RESULTS GLU released in PPN from 6-OHDA lesioned rats (group II), was significantly increased in comparison with the others groups (F(4, 47) = 18.21, p < 0.001). GABA released shows significant differences between experimental groups (F(4, 45) = 12.75, p < 0.001). It was detected a higher valour (p < 0.05) in-group II. The groups III and IV exhibited intermeddle valour (p < 0.001) and groups I and IV (p < 0.001) showed the lower GABA extracellular concentrations. The infusion of artificial cerebrospinal fluid with higher potassium (100 mmol) induced an increase in the GLU and GABA released in all groups, which confirm the neuronal origin of the extracellular content. CONCLUSION. These results are in agreement with the current model of basal ganglia functioning and suggest the role of STN-PPN projection in the physiopathology of Parkinson’s disease.
Resumen
Introducción El núcleo pedunculopontino (NPP), colocalizado con el área locomotora mesencefálica, se ha señalado como una estructura clave en la fisiopatología de la enfermedad de Parkinson.
Objetivos 1. Estudiar el efecto de la lesión de la sustancia negra pars compacta –por inyección de 6-hidroxidopamina (6-OHDA)– sobre la liberación de aminoácidos neurotransmisores en el NPP. 2. Estudiar el efecto de la lesión del núcleo subtalámico (NST), por inyección intracerebral de 100 nmol de ácido quinolínico (QUIN), sobre la liberación de aminoácidos neurotransmisores en el NPP.
Materiales y métodos Se organizaron cinco grupos experimentales: ratas sanas (I; n = 13), lesión con 6-OHDA (II; n = 11), lesión simultánea de 6-OHDA + QUIN (III; n = 9), falsa lesión de 6-OHDA (IV; n = 10), y lesión del NST con QUIN (V; n = 9). Las concentraciones extracelulares de ácido glutámico (GLU) y GABA se determinaron por medio de cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) con detección fluorimétrica.
Resultados Se detectaron diferencias significativas en la liberación de GLU entre todos los grupos experimentales (F(4, 47) = 18,21, p < 0,001), con un aumento significativo de esta variable en el grupo II. La liberación de GABA en el NPP mostró diferencias significativas entre los grupos en estudio (F(4, 45) = 12,75, p < 0,001). Para esta variable se produjo una separación entre los grupos, con un aumento significativo (p < 0,05) en el grupo II, valores intermedios y significativamente diferentes para los grupos III y V (p < 0,001) y valores menores para los grupos I y IV. La infusión de una solución de líquido cefalorraquídeo artificial con mayor concentración de potasio (100 mmol) produjo un incremento en la liberación de los aminoácidos neurotransmisores en todos los grupos experimentales, lo cual confirma el origen neuronal del contenido extracelular estudiado.
Conclusiones Estos resultados concuerdan con el ‘modelo’ actual de funcionamiento de los ganglios basales y sugieren un papel importante a la proyección STN-NPP en la fisiopatología de la enfermedad de Parkinson.
Objetivos 1. Estudiar el efecto de la lesión de la sustancia negra pars compacta –por inyección de 6-hidroxidopamina (6-OHDA)– sobre la liberación de aminoácidos neurotransmisores en el NPP. 2. Estudiar el efecto de la lesión del núcleo subtalámico (NST), por inyección intracerebral de 100 nmol de ácido quinolínico (QUIN), sobre la liberación de aminoácidos neurotransmisores en el NPP.
Materiales y métodos Se organizaron cinco grupos experimentales: ratas sanas (I; n = 13), lesión con 6-OHDA (II; n = 11), lesión simultánea de 6-OHDA + QUIN (III; n = 9), falsa lesión de 6-OHDA (IV; n = 10), y lesión del NST con QUIN (V; n = 9). Las concentraciones extracelulares de ácido glutámico (GLU) y GABA se determinaron por medio de cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) con detección fluorimétrica.
Resultados Se detectaron diferencias significativas en la liberación de GLU entre todos los grupos experimentales (F(4, 47) = 18,21, p < 0,001), con un aumento significativo de esta variable en el grupo II. La liberación de GABA en el NPP mostró diferencias significativas entre los grupos en estudio (F(4, 45) = 12,75, p < 0,001). Para esta variable se produjo una separación entre los grupos, con un aumento significativo (p < 0,05) en el grupo II, valores intermedios y significativamente diferentes para los grupos III y V (p < 0,001) y valores menores para los grupos I y IV. La infusión de una solución de líquido cefalorraquídeo artificial con mayor concentración de potasio (100 mmol) produjo un incremento en la liberación de los aminoácidos neurotransmisores en todos los grupos experimentales, lo cual confirma el origen neuronal del contenido extracelular estudiado.
Conclusiones Estos resultados concuerdan con el ‘modelo’ actual de funcionamiento de los ganglios basales y sugieren un papel importante a la proyección STN-NPP en la fisiopatología de la enfermedad de Parkinson.
Keywords
Microdialysis technique
Parkinsonism
PPN
STN
Palabras Claves
6-OHDA
Microdiálisis cerebral
Núcleo pedunculopontino
Núcleo subtalámico
Parkinsonismo
