Descripción de la distribución del calcio en las diferentes estructuras celulares de la neurona C1 de Helix aspersa, así como el papel de los canales voltaje-dependientes de calcio dominantes en la cinética de este ion durante la actividad neuronal

Abstract

Las neuronas gigantes de Helix sp. permiten el estudio de las propiedades biofísicas neurales de forma aislada, simplificando el proceso de registro y análisis. Su tamaño, morfología y posición facilitan su identificación y aislamiento individual, lo que permite una alta reproducibilidad y homogeneidad en los estudios. La neurona C1 ubicada en el lado ventral del ganglio cerebral, ha sido ampliamente utilizada como un modelo para caracterizar los mecanismos de liberación de neurotransmisores, las funciones de proteínas vesiculares y su relación con el crecimiento neurítico y la actividad epileptiforme relacionada con la expresión de proteínas vesiculares y cambios en corrientes iónicas. Investigaciones previas han inferido la participación de canales de calcio en la regulación de la excitabilidad. En este trabajo se estandarizó el protocolo de crecimiento neurítico para la neurona C1 de Helix aspersa utilizando la hemolinfa de Aplysia sp. Además, se describe la distribución intracelular de Ca+2 durante la excitación neuronal química utilizando la sonda Fluo-4, analizando varicosidades y neuritas. En las varicosidades el Ca+2 se vio afectado en mayor medida por la CnTx GIVA, un inhibidor de los CaV2.1; también se localizaron dominios de Ca+2 a lo largo de las neuritas durante la activación neuronal, siendo estos mayoritariamente afectados por la AgaTK, que modula la actividad de los CaV2.2. Por otra parte, y opuesto a lo esperado la AgaTK aumentó la cantidad de Ca+2 intracelular en varicosidades. La distribución de los canales determinada mediante el uso de inmunocitoquímica concordó con los resultados anteriores, mostrando mayor presencia de CaV2.1 en varicosidades y un predominio de CaV 2.2 en neuritas.

The giant neurons of Helix sp. allow the study of neural biophysical properties in isolation, simplifying the recording and analysis process. Their size, morphology and position facilitate their individual identification and isolation, allowing high reproducibility and homogeneity in the studies. The C1 neuron located in the ventral side of the cerebral ganglion has been widely used as a model to characterize the mechanisms of neurotransmitter release, the functions of vesicular proteins and their relationship with neuritic outgrowth, and epileptiform activity related with the expression of vesicular proteins and changes in ionic currents. Previous research has inferred the involvement of calcium channels in the regulation of excitability. In this study, it was standardized the neurite outgrowth protocol for the C1 neuron of Helix aspersa using the hemolymph of Aplysia sp. In addition, it has been described the intracellular distribution of Ca+2 during chemical neuronal excitation using the Fluo-4 probe, analyzing varicosities and neurites. In varicosities Ca+2 distribution was affected to a greater extent by CnTx GIV an inhibitor of CaV2.1; Ca+2 domains were also localized along neurites during neuronal activation, these being mostly affected by AgaTK which modulates the activity of CaV2.2. On the other hand, and contrary to expectations, AgaTK increased the amount of intracellular Ca+2 in varicosities. The distribution of the channels determined by immunocytochemistry agreed with previous results, showing a greater presence of CaV2.1 in varicosities and a predominance of CaV2.2 in neurites.