La liberación de acetilcolinaYves Dunant y Maurice Israel

Tamara Palma RojasFisiología Animal I

Profesora: Griselda Ruiz

Transmisión de la información.

Acetilcolina (ACh) Neurotransmisor.

La colina acetiltransferasa enzima que cataliza la síntesis de acetilcolina, mediante la transferencia de una molécula de colina a un grupo acetilo del compuesto Acetilcoenzima A.Acetilcolinesterasa: Degradación.

Aunque las vesículas almacenan ACh, la ACh liberada al espacio

postsinápticos no procede de estas vesículas sino que del citoplasma

neuronal y que algún factor proteico actuaría como válvula para el paso de

ACh a través de la membrana

Liberación de ACh

Años 50: Vesículas como fuente de acetilcolina.1952, Katz y Fatt: Potenciales miniatura de placa terminal (PMPT) ACh de una vesícula sináptica.

Hipótesis:1. Misma magnitud y curva de tiempo.2. Mismas propiedades que el potencial de placa terminal de valor mucho más alto, producido por la estimulación total de una neurona.3.Cada (PMPT) se genera por la acción de miles de moléculas de ACh, cantidad que una vesícula puede contener.

En 1970 Kruebel y sus colaboradores:Lo que se había considerado PMPT constaba probablemente de elementos de magnitud aun menor.

1959 - 1964, Victor Whittaker y Eduardo Robertis y colaboradores, trabajaron los sinaptosomas. Sinaptosomas: Terminaciones nerviosas perforadas.

Aislaron sus vesículas y encontraron ACh y que también había ACh en el citoplasma.Roger Marchbanks, ACh citoplasmática tenia un papel fundamental en la neurotransmisión.

Torpedo, material experimental ideal. Vive en aguas costeras poco profundas.Posee órganos especializados llamados órganoseléctricos los cuales tienen como función la defensa desus depredadores.1940 Fessard, Feldberg y Nachmansohn descubrieronque las sinapsis de este órgano eran colinérgicas.

Torpedo Marmorata

• Localización y funcionamiento del órgano eléctrico.2 órganos, uno en cada lado en la aleta dorsal.400 prismas: Apilamiento de electroplacas. Terminaciones liberan acetilcolina. Se abren canales en la membrana ventral para sodio.Genera corriente eléctrica que se propaga en el agua.

• 1968 Gautran, Lesbats e Israel aislaron vesículas del órgano eléctrico del torpedo.

• Vesículas con más acetilcolina que enexperimentos anteriores.• Comparación de cantidad de ACh en vesículas y en

todo el terminal nervioso.* Tratar con ácido que rompe membranas y destruye la

acetilcolinesterasa, sin afectar a la ACh.* Destrucción mecánica, que sólo rompe la membrana

externa del terminal. La ACh vesicular permanece intacta. Se mide la cantidad de ACh utilizando ácido que rompe la membrana vesicular.

Se comprueba:Vesículas sinápticas almacenan gran cantidad de ACh.Vesículas del órgano eléctrico como las del tejidocerebral almacenan casi la mitad de la ACh de toda laterminal nerviosa.Apoyan la hipótesis vesicular.También existía ACh citoplasmática.Si la hipótesis vesicular era correcta, al estimular unaterminal nerviosa debería liberarse ACh de las vesículasantes que de cualquier otra parte de la célula.

En 1970, comienzas las experiencias para comprobar loanterior.Estimularon los nervios de los órganos hasta observarun agotamiento de la respuesta eléctrica, por lo queellos suponían una disminución notable de vesículasasí como el contenido de ACh en las mismas.Se agoto primero la ACh extravesicular, renovándosedurante la estimulación. Por el contrario a lo quepensaban, las vesículas se mantuvieron constantesvarios minutos y sólo después comenzó a agotarse laACh de las vesículas...

• Se realizaron experiencias que pudiesen comprobar lo descubierto.

• En una de ellas se trabajo con sinaptosomas de torpedo.Se le aplicaban diversas sustancias químicas al material deestudio las cuales al producirse la liberación de ACh,producirían emisión de luz proporcional a la cantidad deACh presente.Se ocuparon sustancias peptidicas (Ionoforos) quefacilitaran el paso de calcio y posterior descarga de ACh.Posteriormente se midió la ACh incluso en sinaptosomas alos cuales se les había extraído gran cantidad de vesículas.• La ACh vesicular no era imprescindible en la liberación

de ACh.

Posteriormente se realizaron mediciones en tejidos intactos de órgano eléctrico y se comprobó que la ACh de las vesículas sinápticas parecían no cambiar con los estímulos eléctricos.También se observo que la ACh extravesicular, disminuía durante la primera fracción de estimulación y luego aumentaba para luego de nuevo disminuir.

Se observo también exocitosis de vesículas que no siempre va acompañada de liberación de ACh.

Un cambio estructural simultáneo a la liberación de ACh.

Cuando las membranas se congelaban, se observaronpartículas de diferentes tamaño.Al liberar ACh las partículas de mayor tamaño eran lasmás abundantes.Esto sugiere que el mecanismo de descarga de AChesta presente en la membrana de laterminación nerviosa. El mecanismo consisteprobablemente en un cambio en la configuración delas proteínas de membrana.• Si la hipótesis era correcta al extraer las proteínas de lamembrana nativa y posteriormente insertarlas enmembranas artificiales, estas deberían ser capaces deliberar ACh al exponerlas a iones cálcicos.

Se trataron los sinaptosomas detorpedo para extraer la membrana yposteriormente extraer suscomponentes e insertarlos enmembrana artificiales hechas conlecitina.

Membranas tratadas con ultrasonido,generaban pequeñas bolsitas aunquesin orgánulos internos.Al llenar estas membranas con ACh yaplicarles calcio, se liberaba la ACh y seobservaban las partículas antesobservadas.

¿Entonces cual es la función de las vesículas sinápticas, si sabemos que el mecanismo de liberación de la ACh se ubica en la membrana de la terminación y que la ACh liberada es la citoplasmática?

Función de reserva.Acumulación de Calcio.

Tras una estimulación prolongada del nervio, las vesículas comienzan a liberar la ACh y comienzan a llenarse de calcio. Para eliminar este calcio se produce exocitosis y la liberación del calcio al exterior.

Finalmente…La incógnita que este mecanismo puederesponder es: ¿Cómo se explican los potencialesminiatura de placa terminal?

Por liberación de pequeñas cantidades de ACh enbreves momentos durante el acoplamiento de loselementos de las proteínas de membrana.

Modelos trabajados en condiciones experimentales lomás naturales posibles.

¡Muchas gracias!

La liberación de acetilcolinaYves Dunant y Maurice Israel