El Sistema Nervioso Simpático controla numerosas funciones en los mamíferos, tales como presión sanguínea, contractilidad del músculo cardíaco, secreción de algunas glándulas y motilidad del aparato digestivo, entre otras. A su vez, la actividad del Sistema Nervioso Simpático es regulada por factores tróficos que son producidos por los órganos blanco, ya sea en condiciones fisiológicas o en condiciones patológicas. Estos factores tróficos pueden actuar localmente en la sinapsis o bien ser transportados retrógradamente al núcleo de la neurona donde ejercerán sus acciones tróficas. La transmisión sináptica en el SNS es un proceso dinámico, que puede aumentar o disminuir en magnitud 'intensidad' en una escala temporal amplia. Una forma de plasticidad sináptica es la potenciación de largo plazo (LTP), la cual estudiamos en el laboratorio. Este tipo de potenciación se puede inducir por un tren de estímulos de alta frecuencia y corta duración aplicados en el nervio preganglionar._x000D_ Estamos interesados en estudiar el papel que pudieran tener las neurotrofinas (Nts) en la plasticidad sináptica de las neuronas simpáticas. Por una parte se ha demostrado que las neurotrofinas, además de sus funciones tróficas, participan en la LTP producida en el sistema nervioso central. Por otra parte, se ha demostrado que algunas de las propiedades intrínsecas de membrana de las neuronas simpáticas son reguladas por factores neurotróficos secretados por el órgano blanco, así, las Nts afectan diversas corrientes iónicas, y también regulan el patrón de disparo de las neuronas simpáticas. Nosotros hemos demostrado que las Nts tienen un efecto diferencial sobre la duración y la magnitud de la LTP en el ganglio cervical superior de la rata._x000D_ En este proyecto planeamos estudiar tanto las vías de señalización que al activarse inducirían el efecto diferencial de BDNF y NGF sobre la LTP del ganglio simpático; como los mecanismos celulares responsables de los cambios en la LTP.

En este proyecto planteamos estudiar los mecanismos celulares y las vías de señalización responsables de la acción diferencial de las Nts sobre la LTP en el ganglio simpático de la rata. Tanto nuestros resultados como los obtenidos por el grupo de la Dra. Birren señalan que NGF y BDNF tienen acciones antagónicas. Ellos encontraron que NGF provoca un aumento en la transmisión noradrenérgica mientras que BDNF provoca un cambio en el neurotransmisor liberado, el cual en neuronas simpáticas en co-cultivo con miocitos cardíacos es normalmente noradrenenalina y pasa rápidamente a acetilcolina; por otra parte, demostraron que NGF y BDNF, activando la vía del receptor p75, provoca que las neuronas simpáticas disparen de manera fásica, mientras que NGF, activando la vía de TrkA, provoca que las neuronas disparen tónicamente._x000D_ Nuestra hipótesis de trabajo plantea que estos dos mecanismos de acción de la Nts: promover la liberación de ACh y modificar el patrón de disparo neuronal podrían ser los responsables del efecto de modulación de la LTP en la preparación de ganglio aislado. Para validar esta hipótesis proponemos: _x000D_ 1.Caracterizar la liberación cuántica de acetilcolina, para determinar si aumenta en respuesta a BDNF o disminuye por NGF. _x000D_ 2.Explorar si las Nts modifican la LTP a través de cambiar el patrón de disparo de las neuronas ganglionares. _x000D_ a.Para ello, primero analizaremos la morfología de los potenciales de acción compuestos (PAC) buscando modificaciones (en las pendientes y en las áreas bajo las curvas) indicadoras de cambios en la sincronía de los potenciales de acción individuales. _x000D_ b.Seguidamente estudiaremos la cinética del disparo de potenciales de acción en neuronas individuales en respuesta a la estimulación, para determinar si la latencia de los potenciales de acción está disminuida en presencia de BDNF y aumentada en presencia de NGF._x000D_ c.Para determinar si las Nts actúan pre-o postsinápticamente estudiaremos la facilitación por pulsos pareados. Considerando que la facilitación es un fenómeno presináptico, exploraremos si las Nts lo regulan o no._x000D_ _x000D_ Durante el inicio del primer año del proyecto esperamos tener el sistema de registro intracelular operando (contamos con la casi totalidad de los componentes que se requieren) para determinar la cinética de los potenciales de acción y ser capaces de medir los potenciales post-sinápticos excitatorios, espontáneos y evocados. También esperamos poner en marcha la metodología bioquímica para determinar las vías de señalización que se activan en respuesta a las Nts._x000D_ _x000D_ Determinaremos en primer lugar, mediante Western-Blot, si el receptor TrkA se fosforila en respuesta a la aplicación de NGF. Posteriormente trataremos de dilucidar que otras proteínas se activan. Estos experimentos los complementaremos con manipulaciones farmacológicas para tratar de corroborar los mecanismos celulares._x000D_ _x000D_ Publicaciones: Esperamos publicar al menos dos artículos en revistas indizadas en el primer año del proyecto. Con los datos obtenidos durante el desarrollo del proyecto previo tenemos generamos dos manuscritos, los cuales están en la fase final de preparación; en uno presentamos una revisión sobre LTP en ganglio simpático y en el otro comunicamos los efectos de las Nts sobre la LTP. Esperamos enviar ambos manuscritos antes de fin del 2011 y tenerlos publicados en 2012. Parte de los resultados a comunicar fueron obtenidos durante el desarrollo de la Tesis de Licenciatura de Rommel Arias. Con los nuevos datos que esperamos obtener en este proyecto generaremos al menos otras 2 publicaciones._x000D_ _x000D_ Formación de recursos humanos: En este proyecto participará el estudiante Erwin Rommel Arias Hebert que acaba de ingresar al Programa de Doctorado en Ciencias Biomédicas. Con el uso de técnicas electrofisiológicas, Rommel desarrollará su tesis doctoral sobre el efecto de las Nts en la LTP. También participará la estudiante Diana Elinos del Programa de Doctorado en Ciencias Biomédicas, la cual colaborará en los estudios bioquímicos para determinar las vías de señalización activadas por las Nts.