Mechanisms of neurotoxicity in the rat hippocampus : involvement of calpains and nitric oxide

Abstract

Neste trabalho, investigou-se a neurotoxicidade mediada pela activação de receptores AMPA do glutamato. O nosso estudo incidiu nos mecanismos de morte celular dependentes de cálcio, particularmente na função do óxido nítrico (NO) e das proteases cuja activação depende de um aumento da concentração intracelular de cálcio (calpaínas). O envolvimento do NO no efeito tóxico da exposição a cainato (KA), em condições de não-dessensibilização (na presença de ciclotiazida, CTZ), foi investigado em neurónios do hipocampo de rato em cultura. A estimulação de receptores AMPA nestas condições aumentou os níveis intracelulares de GMP cíclico, sugerindo que a activação destes receptores leva ao aumento da formação de NO. Observou-se que o NO está envolvido na neurotoxicidade mediada pela activação dos receptores AMPA apenas para exposições curtas (5 ou 15 min). Investigou-se também o efeito do NO ao nível mitocondrial na sequência da activação dos receptores AMPA, observando-se uma diminuição significativa dos níveis intracelulares de ATP, e uma diminuição das actividades dos complexos respiratórios mitocondriais I, II/III e IV, que foi prevenida pelos inibidores da NOS. Verificou-se que a actividade das calpaínas aumenta na sequência da exposição a KA e CTZ em culturas de hipocampo. A inibição de calpaínas foi neuroprotectora, prevenindo o aparecimento de produtos de clivagem da espectrina (SBDPs), e a clivagem ao longo do tempo dos substratos endógenos das calpaínas como a nNOS e o GluR1. Utilizando o modelo de KA de indução de epilepsia do lobo temporal no rato, observou-se uma forte activação de calpaínas na sequência de status epilepticus (SE) nas mesmas áreas em que se observaram neurónios em degeneração, principalmente na região CA1 do hipocampo.