Effect of Periapical Inflammation on Calcium Binding Proteins and ERK in the Trigeminal Nucleus

Abstract

La inflamación periférica induce cambios plásticos en las neuronas y en la glía, los cuales están regulados por el calcio libre y las proteínas fijadoras calcio (CaBP). Uno de los mecanismos asociados con la regulación del calcio intrace ­ lular está vinculado con la fosforilación de la proteína quinasa ERK. Asimismo, ERK fosforilado es importante para la trans ­ duc ción de señales intracelulares y participa en la regulación de la neuroplasticidad y las respuestas inflamatorias. El objetivo de este estudio es analizar la expresión de dos CaBPs y pERK en astrocitos y neuronas del subnúcleo caudal del trigémino (Vc) después de una inflamación periapical experi ­ mental en el primer molar inferior izquierdo en ratas. A los siete días posteriores al tratamiento, el estímulo inflamatorio periapical induce un aumento en la expresión de pERK, en el número de astrocitos positivos para la proteína marcadora astroglial S100b y en neuronas positivas para Calbindina D28k, en el Vc ipsilateral respecto del lado contralateral y el grupo de control. Además, se observó coexpresión de pERK tanto en astrocitos S100b positivos, como en neuronas fusiformes Calbindin D28k positivas, de la lámina I. Estas observaciones podrían indicar que la neuroplasticidad y la sensibilización al dolor podrían mantenerse mediante la activación de ERK en las neuronas de proyección a los 7 días de la inflamación periapical.

Peripheral inflammation induces plastic changes in neurons and glia which are regulated by free calcium and calcium binding proteins (CaBP). One of the mechanisms associated with the regulation of intracellular calcium is linked to ERK (Extracellular Signal-Regulated Kinase) and its phosphorylated condition (pERK). ERK phosphorylation is important for intracellular signal transduction and participates in regulating neuroplasticity and inflammatory responses. The aim of this study is to analyse the expression of two CaBPs and pERK in astrocytes and neurons in rat trigeminal subnucleus caudalis (Vc) after experimental periapical inflammation on the left mandibular first molar. At seven days post-treatment, the periapical inflammatory stimulus induces an increase in pERK expression both in S100b positive astrocytes and Calbindin D28k positive neurons, in the ipsilateral Vc with respect to the contralateral side and control group. pERK was observed coexpressing with S100b in astrocytes and in fusiform Calbindin D28k neurons in lamina I. These results could indicate that neural plasticity and pain sensitization could be maintained by ERK activation in projection neurons at 7 days after the periapical inflammation.