Caracterização do transporte do ácido y-aminobutírico em vesículas da membrana plasmática sináptica

Abstract

Dois sistemas membranares, sinaptossomas e vesículas da membrana plasmática sináptica (VMPS), foram isolados a partir do córtex cerebral do carneiro, e utilizados como modelos no estudo dos mecanismos de translocação do ácido 4-amino-n [2,3-3H)butírico ([3H]GABA) através da membrana pré-sináptica dos terminais corticais. O estudo comparativo da libertação de [3H]GABA previamente acumulado em VMPS e sinaptossomas apoia a coexistência de duas vias de libertação (exocitose e efluxo através do transportador localizado na membrana plasmática neuronal) de [3H]GABA nos sinaptossomas enquanto que apenas a segunda via de libertação se encontra presente nas VMPS. A análise do efeito dos catiões e do potencial de membrana ([[Delta]][[psi]]) na acumulação e libertação de [3H]GABA permitiu dissociar as contribuições das componentes eléctrica e química nestes mecanismos de translocação. O transporte de [3H]GABA depende dos gradientes electroquímico de K+ e de Na+ e, deste modo, a despolarização das VMPS reduz a acumulação de [3H]GABA de acordo com a magnitude do Dy. Além da contribuição do K+ para o [[Delta]][[psi]], a simples presença deste catião no interior das VMPS é essencial para o transporte de GABA. Por outro lado, a magnitude do [[Delta]][[psi]] modifica os parâmetros (Jmax en) característicos da dependência entre o influxo de [3H]GABA e a concentração de Na+ extravesicular, sendo observada uma diminuição do valor de Jmax, um aumento de n para o Na+, quando ocorre despolarização. Quanto ao processo de permuta GABA/[3H]GABA este é estimulado por Na+ e inibido por despolarização, enquanto que o processo de libertação é estimulado por despolarização e por Na+ e inibido por Ca2+ extravesiculares. A análise do efeito dos aniões na acumulação e libertação de [3H]GABA é indicativa de que o Cl- participa na manutenção do gradiente de concentração de [3H]GABA nas VMPS (função em que não pode ser substituído por nenhum outro anião sem perda de eficiência) e interage com o transportador de GABA do lado extravesicular (função em que pode ser total (Ba-) e parcialmente (NO3-) substituído.

Synaptic plasma membrane (SPM) vesicles and synaptosomes isolated from sheep brain cortex were utilized for studing the translocation mechanisms of the 4-amino-n-[2,3-3H]butyric acid (3H]GABA) through the pre-synaptic plasma membrane of the nervous terminals. The comparative study of the release of [3H]GABA previously accumulated in synaptosomes and SPM vesicles indicates the coexistence of two distint pathways of [3H]GABA efflux (exocytotic and efflux through its neuronal carrier) in synaptosomes, meanwhile in SPM vesicles only the second pathway in present. So, SPM vesicles appear to be particularly useful to study the cytoplasmatic GABA release mechanism without interference of the exocytotic mechanism. The influence of ions (Na+ and K+) and of the electrical gradient on the high-affinity [3H]GABA transport was investigated in SPM vesicles. This process specifically requires internal K+ and external Na+ in conjunction with membrane polarization, which, per si, appears to modify the rate of GABA translocation and the number of extravesicular Na+ ions necessary for the inward operation of the carrier. Indeed, the Jmax of influx is reduced, whereas the binding of Na+ associated to the transport of [3H]GABA is stimulated by depolarization. On the other hand, [3H]GABA can be released by membrane depolarization (release is directly proportional to the level of depolarization) and by elevation of the Na+ concentration gradient (in -> out). Furthermore, the release of this neurotransmitter is sensitive to extravesicular Na+ and is inhibited by extravesicular Ca2+ (1mM) under conditions which appear to permit its entry. [3H]GABA transport requires the presence of small anions (Cl- or Br-) at the side of the membrane from where the neurotransmitter is translocated and that the ability of the other anions (NO3-, CH3COO- and SO42-) to replace Cl- depends on their ionic radius. Furthermore, CH3COO- and SO42-) to replace Cl- depends on their ionic radius. Futhermore, CH3COO- and SO42- seem to uncouple the system by inducing basal release, whereas it remains coupled in the presence of Cl-, Br- and NO3-.