Caracterización y modulación del reciclado vesicular en placa neuromuscular de ratón

El proceso de reciclado de las vesículas sinápticas es una característica integral de la función presináptica y determina su habilidad para mantener la liberación del neurotransmisor durante una actividad repetitiva. En esta tesis, caracterizamos el reciclado de las vesículas sinápticas en el terminal neuromuscular de ratón y estudiamos su regulación por los canales de calcio dependiente de voltaje (CCDV), específicamente el canal de calcio tipo L, y por el neuromodulador adenosina. Para desarrollar este trabajo, utilizamos indicadores fluorescentes tipo FM para marcar la membrana de las vesículas sinápticas y técnicas electrofisiológicas para cuantificar la liberación de las vesículas sinápticas. En el terminal neuromuscular de ratón, determinamos que el reciclado vesicular es regulado por el nivel de actividad neuronal. La estimulación a alta frecuencia produce la movilización de dos pooles funcionales de vesículas sinápticas que difieren en su disponibilidad de liberación. En base a esta característica, definimos estos pooles como pooles vesiculares de liberación rápida o lenta. Por otro lado, evidenciamos que la duración de la estimulación a alta frecuencia determina un reciclado vesicular selectivo y secuencial hacia estos pooles vesiculares funcionales. El influjo de calcio a través de los CCDV tiene un papel clave en la señalización neuronal durante el proceso de la neurotransmisión, coordinando el reciclado de las vesículas sinápticas. En este trabajo presentamos evidencias directas que vinculan al CCDV tipo L con la regulación del reciclado vesicular. Hemos confirmado la funcionalidad de CCDV tipo L durante estadios plásticos del terminal neuromuscular. Es decir, observamos la participación de estos canales únicamente durante períodos de actividad neuronal sostenida e intensa. Se demostró que el influjo de calcio a través del CCDV tipo L promueve la endocitosis y la recuperación de las vesículas sinápticas hacia el pool vesicular de liberación rápida, regulando la eficiencia sináptica durante la actividad neuronal intensa. La adenosina es un neuromodulador bien establecido en la unión neuromuscular de ratón. En ausencia del efecto de la adenosina endógena sobre los receptores A1, evidenciamos un incremento en la exocitosis vesicular y en el tamaño del pool de reciclado vesicular, y un direccionamiento de reciclado vesicular hacia el pool de liberación rápida. Debido a que la adenosina y el bloqueo del CCDV tipo L presentaron un efecto similar sobre el reciclado vesicular, una hipótesis plausible fue que la adenosina a través de un efecto inhibitorio sobre el CCDV tipo L afectaría el reciclado vesicular. A través de evidencias experimentales esta hipótesis fue rechazada. En base a las similitudes observadas en el reciclado vesicular, es factible suponer que tanto la adenosina como el bloqueante del CCDV tipo L inhiben un mecanismo común.