Quantitative analysis of synaptic contacts between the ventral pallidal and entopeduncular efferents and neurochemically diverse target neurons in the rat pedunculopontine and laterodorsal segmental nuclei

Abstract

El núcleo tegmental pedunculopontino (PPTg) es un núcleo troncoencefálico estrechamente asociado a los ganglios basales, que está implicado en la postura y en la marcha. La estimulación cerebral profunda de PPTg en pacientes con enfermedad de Parkinson ha proporcionado un cierto beneficio respecto al trastorno de la marcha. Sin embargo el mecanismo de esta terapia no se conoce bien, debido en parte a la falta de datos anatómicos acerca de los circuitos que se establecen entre los núcleos de la salida de los ganglios basales y PPTg y el núcleo tegmental laterodorsal (LDTg) asociado con él. En concreto, se desconoce el fenotipo de las células diana que reciben las proyecciones eferentes de los núcleos pálido ventral y entopeduncular. PPTg y LDTg están formados por una población colinérgica característica, con la que coexisten células GABAérgicas y glutamatérgicas. En este estudio hemos cuantificado los contactos sinápticos que establecen las proyecciones palidotegmentales con cada una de las distintas poblaciones neuroquímicas de los núcleos PPTg y LDTg de la rata, utilizando el trazador anterógrado BDA y triple marcaje fluorescente. Las imágenes de microscopio confocal revelaron la existencia de posibles contactos sinápticos entre las fibras marcadas con BDA y las células colinérgicas, GABAérgicas y glutamatérgicas en PPTg y LDTg. Estudios complementarios de microscopia electrónica confirmaron la presencia de contactos sinápticos entre BDA y distintas poblaciones celulares de PPTg y LDTg. Estos resultados demuestran anatómicamente la intervención directa de las neuronas colinérgicas en los circuitos palidotegmentales en PPTg y LDTg, aunque las células glutamatérgicas representan la principal diana de estas proyecciones. La distribución relativa de contactos sinápticos palidotegmentales con cada una de las tres subpoblaciones celulares estudiadas, no difirió significativamente entre PPTg y LDTg, aportando nuevos datos anatómicos a la estrecha relación funcional existente entre los dos núcleos. Por último, los contactos palidotegmentales no mostraron una preferencia regional significativa en el eje rostrocaudal dentro de PPTg; sin embargo en LDTg si se observó una presencia mayor de contactos sinápticos estadísticamente significativa en la mitad rostral de LDTg frente a la mitad caudal, lo que implica que esta región se realiza preferentemente la interacción entre las fibras palidotegmentales y LDTg.