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Brain repair after ischemic stroke: role of neurotransmitters in post-ischemic neurogenesis

Neurorrestauración tras la isquemia cerebral: papel de los neurotransmisores en la neurogénesis postisquémica
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Affiliation
1 Departamento de Bioquímica y Biología Molecular II, Facultad de Farmacia, Universidad Complutense de Madrid , España
2 Departamento de Neurobiología Celular, Molecular y del Desarrollo; Instituto Cajal; Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Madrid , España

*Correspondencia: Dra. María Jesús Oset Gasque. Departamento de Bioquímica y Biología Molecular II. Facultad de Farmacia. Universidad Complutense de Madrid. Pl. Ramón y Cajal, s/n. Ciudad Universitaria. E-28040 Madrid.
Fax: +34 913 941 779.
E-mail: mjoset@farm.ucm.es

Rev Neurol 2012 , 55(9), 533–542; https://doi.org/10.33588/rn.5509.2012316
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Abstract

Introduction: Brain ischemia and reperfusion produce alterations in the microenvironment of the parenchyma, including ATP depletion, ionic homeostasis alterations, inflammation, release of multiple cytokines and abnormal release of neurotransmitters. As a consequence, the induction of proliferation and migration of neural stem cells towards the peri-infarct region occurs.

Development: The success of new neurorestorative treatments for damaged brain implies the need to know, with greater accuracy, the mechanisms in charge of regulating adult neurogenesis, both under physiological and pathological conditions. Recent evidence demonstrates that many neurotransmitters, glutamate in particular, control the subventricular zone, thus being part of the complex signalling network that influences the production of new neurons.

Conclusion: Neurotransmitters provide a link between brain activity and subventricular zone neurogenesis. Therefore, a deeper knowledge of the role of neurotransmitters systems, such as glutamate and its transporters, in adult neurogenesis, may provide a valuable tool to be used as a neurorestorative therapy in this pathology.

Resumen
Introducción La isquemia cerebral y la reperfusión producen alteraciones en el microambiente del parénquima, que incluyen la depleción de adenosín trifosfato, alteración de la homeostasis iónica, inflamación, liberación de múltiples citocinas y factores de crecimiento, y liberación anormal de neurotransmisores. Como consecuencia, se induce la proliferación y migración de las células precursoras neurales hacia las regiones del periinfarto.

Desarrollo El éxito de los nuevos tratamientos neurorrestauradores para el cerebro dañado implica la necesidad de conocer con mayor precisión los mecanismos que regulan la neurogénesis de adulto, tanto en condiciones fisiológicas como patológicas. Evidencias recientes demuestran que muchos neurotransmisores, en especial el glutamato, afectan la zona subventricular, formando parte, por lo tanto, de la compleja red de señales que influencian la producción de nuevas neuronas.

Conclusiones Los neurotransmisores proporcionan una conexión entre la actividad cerebral y la neurogénesis de la zona subventricular. Por ello, un conocimiento más profundo de la participación de los sistemas de neurotransmisores, como el glutamato y sus transportadores vesiculares y de membrana, en la neurogénesis del adulto puede proporcionar una herramienta valiosa que se podría utilizar como terapia neurorreparadora en esta patología.
Keywords
Brain ischemia
Glutamate
Neural progenitor cells
Neurogenesis
Neurorepair
Neurotransmitters
Palabras Claves
células progenitoras neurales
Glutamato
Isquemia cerebral
Neurogénesis
Neurorreparación
Neurotransmisores
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