Resonancia magnética nuclear para el estudio del metabolismo

Resonancia Magnética Nuclear para el estudio del metabolismo

Resonancia Magnética Nuclear para el estudio del metabolismo Metabolismo de la glucosa en el cerebro
Ramón Tamarit Agustí Enero 2010

1
1.1

Propuesta de tema.
Motivación

Poco o nada sabemos sobre las implicaciones metabólicas de multitud de enfermedades del Sistema Nervioso y en concreto del cerebro. Como afirman algunosautores, el cerebro es un órgano “plástico”, que responde a estímulos que le envían otros órganos (sensoriales o no), procesa la información por “aprendizaje”, y emite una respuesta. El mantenimiento de toda esta maquinaria metabólica requiere de un consumo de energía química superior al de otros órganos. La glucosa es el sustrato en el que se basan indirectamente todas las reacciones metabólicasque precisan energía en el cerebro. Se ha comprobado que existe una correlación entre los niveles de actividad funcional y los niveles de captación de glucosa y de fosforilación en el sistema nervioso, así como de todos y cada uno de los metabolitos que resultan de la degradación oxidativa del mismo. La “Resonancia Magnética Nuclear” RMN es una de las técnicas experimentales en biomedicina quemayor desarrollo ha cobrado en los últimos años, debido principalmente a que es una técnica no invasiva que ofrece información detallada de los sustratos y metabolitos in vivo. En particular, es posible seguir tanto la cinética como la compartí mentalización de las reacciones mediante la transfusión de los sustratos marcados con 13C. La serie de artículos elegidos para la discusión versan sobre lautilidad de la RMN para: • • • detectar el “consumo” de glucosa y metabolitos relacionados, determinar la cinética y regulación de las distintas reacciones implicadas, modelizar los “espacios” o “compartimentos” en los que ocurren las reacciones,

Otros parámetros, como la influencia de la señalización por receptores, el transporte intra-celular de intermedios, o la regulación génica de losenzimas, no son directamente detectables por la RMN. Sin embargo, si que es posible evaluarlos con la ayuda de otras técnicas experimentales y de modelos computacionales. Como se puede comprobar en los artículos, los autores siempre intentan en mayor o menos medida, incluir estos parámetros en el razonamiento final. 1.2 Selección de artículos

La bibliografía existente sobre el tema es amplia, lo quelleva a la confusión. Se pueden encontrar innumerables reviews sobre el tema, cada uno con una orientación diferente. Me centraré casi exclusivamente en tres:
Metabolic and hemodynamic events after changes in neuronal activity: current hypotheses, theoretical predictions and in vivo NMR experimental findings. Mangia S, Giove F, Tkác I, Logothetis NK, Henry PG, Olman CA, Maraviglia B, Di Salle F,Uğurbil K. J Cereb Blood Flow Metab. 2009 Mar;29(3):441-63. Epub 2008 Nov 12. Review.PMID: 19002199 [PubMed indexed for MEDLINE]Related articles Free article

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Cerebral glucose metabolism and the glutamine cycle as detected by in vivo and in vitro 13C NMR spectroscopy. García-Espinosa MA, Rodrigues TB, Sierra A, BenitoM, Fonseca C, Gray HL, Bartnik BL, García-Martín ML, Ballesteros P, Cerdán S. Neurochem Int. 2004 Jul-Aug;45(2-3):297-303. Review.PMID: 15145545 [PubMed - indexed for MEDLINE]Related articles

Cellular mechanisms of brain energy metabolism and their relevance to functional brain imaging. Magistretti PJ, Pellerin L. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 1999 Jul 29;354(1387):1155-63. Review.PMID:10466143 [PubMed - indexed for MEDLINE]Related articles Free article

El review de Manglia es el último publicado, y explica de forma escueta y clara todos los procesos de transporte y compartimentalización. El artículo-review de Garcia-Espinosa me parece muy interesante, aparte de por ser españoles, por la claridad con la que se exponen las dificultades experimentales. Por último, el review...