Modulation of ligand-gated ion channels and receptors in peripheral neurons

Abstract

"El sistema nervioso periférico está integrado por nervios y ganglios (albergan los cuerpos neuronales) que regulan la transmisión de los impulsos neuronales desde los órganos de los receptores sensoriales en cada parte del cuerpo hacia el sistema nervioso central y desde éste a blancos específicos en la periferia. Las neuronas son células excitables, y son las unidades estructurales y funcionales del sistema nervioso, por consiguiente, están especializados en la comunicación rápida. Las neuronas transmiten la información en forma de señales eléctricas, a lo largo de la neurona, en respuesta a señales químicas y pueden comunicarse químicamente con otras neuronas y con diferentes tipos de células. Esta comunicación requiere de receptores, proteínas que se caracterizan por el reconocimiento selectivo de sustancias específicas como neurotransmisores y antígenos, y en respuesta generan un efecto fisiológico particular. Por lo tanto, pueden detectar cambios en el ambiente y enviar la información resultante a la corteza cerebral donde se interpretarán dichas señales (por ejemlo, una señal estresante o agradable). La desregulación de los receptores puede causar la interrupción o distorsión en la respuesta y/o la transmisión de la señal. Aumentar la información sobre los mecanismos de modulación de los receptores nos permite detectar, prevenir y tratar enfermedades, en este caso vinculados a la modulación de LGIC y TLR. En los estudios que se presentan en esta Tesis, utilizamos técnicas electrofisiológicas para: i) caracterizar la interacción inhibitoria entre los receptores nativos nACh y P2X en las neuronas del ganglios celíaco y ii) analizar el efecto de productos bacterianos en neuronas DRG que inervan el colon de ratón, que al ser estimuladas cambiaron su conducta eléctrica resultando en un aumento de la excitabilidad neuronal intrínseca posiblemente mediada por PRRs. En conclusión, mostramos dos fenómenos distintos: una interacción funcional entre LGIC y una modulación de las propiedades neuronales eléctricas por componentes bacterianos. Ambos podrían tener importantes implicaciones fisiológicas, y jugar un papel primordial en la neuroprotección y la nocicepción, respectivamente. Sin embargo, es necesario un mayor análisis para determinar su papel fisiológico."

"The peripheral nervous system is integrated by nerves and ganglia (aggregates of neuronal bodies) that regulate and transmit neuronal impulses from organs of sensory receptors in each body part to the central nervous system or from the latter to specific peripheral targets. Neurons are excitable cells and they are the structural and functional units of the nervous system that specialized in rapid communication. Neurons transmit information in the form of electrical signals in response to chemical signals, and may communicate chemically with other neurons and other type of cells. Chemical communication requires the presence of receptors, which are proteins that respond to the binding of a specific substances such as neurotransmitters. This receptor activation generates a biochemical cascade and the subsequent physiologic effects. Thus, neurons are capable of detecting changes in the milieu and send the integrated information to the cerebral cortex where signals are interpreted according to their sensory modality as pain or touch, for example. Deregulation in molecular receptors may cause alterations in the sensory response and transmission of the signal. Therefore, information regarding receptor modulation may allow us to detect, prevent, and treat prevalent neurological-based illnesses that are receptor-linked. In the experiments that we performed and described here, we used electrophysiological techniques to: i) characterize the inhibitory interactions between nACh and P2X receptors expressed in celiac ganglia neurons and ii) analyze the effect of bacterial products in mouse colonic nociceptive neurons that arised from the dorsal root ganglia. These neurons increased their excitability in response to bacterial cell products and this effect are likely mediated by pattern recognition receptors. In conclusion we showed a functional interaction between LGIC and a modulation of the neuronal electrical properties by bacterial components. Both of them may have important physiological implications in synaptic neurotransmission, in neuroprotection and nociception. However, further analysis is necessary to assign specific physiological role of these observations."