Compartimentación intercelular del acetato en neuronas y astrocitos durante la prelactancia

Intercellular compartmentalization of acetate in neurons and astrocytes during prelactation

Durante el período perinatal el cerebro utiliza sustratos alternativos a la glucosa para mantener su desarrollo, pues en este momento sus niveles están disminuidos. El acetato es metabolizado por las neuronas y los astrocitos durante la prelactancia. La utilización del acetato por estas células puede verse mejorada por las reacciones fijadoras de CO₂ , algunas de las cuales participan en el mantenimiento de los intermediarios del TCA, que son reducidos por la producción y liberación de aminoácidos, suministrando los recursos para la producción de energía y sustratos que son compartimentados intercelularmente.

Se estudió el efecto de la fijación de CO₂  en procesos metabólicos intercelulares donde está involucrado el acetato. En incubaciones con neuronas y astrocitos de 7 y 14 días de cultivo, utilizando acetato (5 mM) y [¹⁴C]-bicarbonato de sodio (10 µCi) (500-1000 dpm/nmol), se determinó la incorporación en metabolitos marcados en células y en sustratos estables liberados al medio. Adicionalmente, se realizaron experimentos similares utilizando inhibidores como el aminooxiacetato (AOA), dicloroacetato (DCA), α-ciano-4- hidroxicinnamato (α-CN), butilmalonato (BM) y bencenotricarboxílato (BT), cuantificando por cromatografía de capa delgada la concentración en el medio de incubación de alanina, aspartato, glutamato y glutamina.

Los resultados indican que las neuronas tienen una menor capacidad para fijar carbonos en estructuras celulares, durante la prelactancia, pero utilizan mejor el acetato vía acetil-CoA mitocondrial (AceCS2) para la producción de energía y aminoácidos. En los astrocitos, estas reacciones favorecen la utilización del acetato vía citrato liasa y Acetil-CoA citosólica (AceCS1) para la producción de estructuras y sustratos utilizados por las neuronas, que para la producción de aminoácidos.

INTRODUCCIÓN

Un gran número de datos experimentales obtenidos, tanto in vivo como in vitro, sugieren que existe cierta especialización en el uso de sustratos entre las neuronas y la glía y que la compartimentación de sustratos metabólicos no sólo se da a nivel subcelular, sino también, entre los diferentes tipos de células que conforman el cerebro, como una forma de colaboración metabólica para sostener los gastos energéticos de células tan importantes como las neuronas, las cuales están involucradas en la liberación de neurotransmisores estimulando el constante intercambio de sustratos con los astrocitos. Entre los sustratos que son liberados por los astrocitos y que pueden ser recaptados por las neuronas se encuentran principalmente el lactato, glutamina, alanina, glutamato, aspartato entre otros (Zwingmann y Leibfritz, 2003).