Participación del receptor 5-HT1A en la activación de la Na+/K+ -ATPasa en corteza cerebral de ratas con diabetes mellitus experimental

Abstract

Diabetes mellitus (DM) is a chronic metabolic disease with complications such as nephropathy, retinopathy, neuropathy and cardiovascular problems. In addition, DM has an impact on CNS function, affecting neurotransmitter systems and specific neuronal groups, such as the serotonergic system. This system exerts its activity by 5-HT, a neurotransmitter that modulates various brain functions through its interaction with various serotonergic receptors, of which its presence has been described in different brain regions, such as the 5-HT1A receptor in the cerebral cortex. In the cell membrane of astrocytes, 5-HT regulates the function of the Na+/K+-ATPase, an enzyme responsible for maintaining the ionic gradient necessary for neural excitability and regulation of cell volume. Reports indicate that the activity of the Na+/K+-ATPase at the peripheral level is decreased in patients with DM, recent studies indicate that there is also a central level decreased activity of the enzyme in rats with experimental DM (EDM). The aim of the present study was to evaluate the activity of the Na+/K+-ATPase in rat cerebral cortex with acute and chronic EDM and to assess the effect of the activation or inhibition of the 5HT1A receptor on the enzyme activity. The results show that there was a progressive decrease in the activity of the Na+/K+-ATPase in both acute and chronic EDM. In addition, the activation of 5HT1A receptor has an inductive effect on sodium pump activation although without reached basal levels of the enzyme activity. These results suggest that EDM distortions the regulation of 5-HT on the activity of the Na+/K+-ATPase of rat cerebral cortex, which may alter the homeostasis and contribute to long-term functional impairment of the CNS.

La diabetes mellitus (DM) es una enfermedad metabólica con complicaciones crónicas como nefropatías, retinopatías, neuropatías y problemas cardiovasculares. Además, la DM tiene repercusión sobre la función del SNC, afectando sistemas de neurotransmisión y grupos neuronales específicos, como es el caso del sistema serotoninérgico. Este sistema ejerce su actividad con la 5-HT, neurotransmisor que modula diversas funciones cerebrales a través de su interacción con diversos receptores serotoninérgicos, de los cuales su presencia se ha descrito en las diferentes regiones del cerebro, como lo es el receptor 5-HT1A en la corteza cerebral. En la membrana celular de astrocitos, la 5-HT regula la actividad de la Na+/K+-ATPasa, enzima responsable de mantener el gradiente iónico necesario para la excitabilidad neural y regulación del volumen celular. Reportes señalan que la actividad de la Na+/K+-ATPasa a nivel periférico esta disminuida en pacientes con DM, y estudios recientes indican que también existe una disminución a nivel central en ratas con DME. Por ello el objetivo del presente trabajo fue determinar la actividad de la Na+/K+-ATPasa en ratas con DM experimental (DME) aguda y crónica así como el efecto de activar e inhibir el receptor 5HT1A sobre la actividad de la enzima. Los resultados muestran disminución de la actividad de la Na+/K+-ATPasa en la fase aguda y crónica de la DME y la activación del receptor 5HT1A no incrementa la actividad de la enzima. Estos resultados sugieren que la DM produce perturbaciones en la regulación por 5-HT de la actividad de la Na+/K+-ATPasa de la corteza cerebral de rata, lo cual puede alterar la homeostasis y contribuir al deterioro funcional a largo plazo del SNC.