Medicina molecular y genética

La naturaleza bimodal del acoplamiento neurovascular: las respuestas tónicas lentas y las respuestas fásicas rápidas están controladas por separado por receptores de glutamato metabotrópicos e ionotrópicos específicos de los astrocitos.

Abstract

Baslow MH y Guilfoyle DN

Las neuronas, en virtud de sus complejas y cambiantes funciones de señalización en el cerebro, deben ser capaces de regular el acceso a la energía para mantener su capacidad de comunicar información significativa codificada en frecuencia. Esto se logra mediante la liberación de neurotransmisores a los astrocitos que, a su vez, envían señales al sistema vascular para que aumente el flujo sanguíneo cerebral (FSC). Este proceso se ha denominado "acoplamiento neurovascular" (CNV). También se ha observado que la CNV es bimodal en el sentido de que existen dos mecanismos separados para el control del FSC. Un tipo es rápido [fásico] en respuesta a los cambios en la actividad sináptica glutamatérgica y la liberación de glutamato (Glu), K+ y óxido nítrico (NO). La captación de Glu y K+ por los astrocitos induce ondas de Ca2+ que activan el sincitio astrocítico regional que tiene que liberar prostaglandinas que, a su vez, dilatan los capilares relajando los pericitos circundantes. El NO dilata las arteriolas relajando las células musculares lisas circundantes. Estos agentes que actúan en conjunto aumentan el FSC en 1-3 segundos. El otro tipo es lento [tónico], que refleja la actividad metabólica neuronal en curso de todos los tipos de neuronas, independientemente de los cambios en la actividad sináptica o las ondas de Ca2+ de los astrocitos, y que provoca oscilaciones modestas en el flujo sanguíneo. cerebral en decenas de segundos. En esta revisión, describimos dos mecanismos de señalización neuronal que coinciden con los criterios de regulación fásica y tónica del flujo sanguíneo cerebral. La diferencia es la naturaleza y la fuente del "Glu" liberada y de sus receptores astrocíticos objetivo. La dependencia de la actividad sináptica limita las respuestas físicas a la materia gris, pero las respuestas tónicas pueden regular el flujo sanguíneo cerebral tanto en la materia gris como en la materia blanca y pueden ser el regulador principal del flujo sanguíneo cerebral en la materia blanca.