Cholinergic markers in the cortex and hippocampus of some animal species and their correlation to Alzheimer's disease

Abstract

Introduction: The cholinergic system includes neurons located in the basal forebrain and their long axons that reach the cerebral cortex and the hippocampus. This system modulates cognitive function. In Alzheimer's disease (AD) and ageing, cognitive impairment is associated with progressive damage to cholinergic fibres, which leads us to the cholinergic hypothesis for AD. Development: The AD produces alterations in the expression and activity of acetyltransferase (ChAT) and acetyl cholinesterase (AChE), enzymes specifically related to cholinergic system function. Both proteins play a role in cholinergic transmission, which is altered in both the cerebral cortex and the hippocampus due to ageing and AD. Dementia disorders are associated with the severe destruction and disorganisation of the cholinergic projections extending to both structures. Specific markers, such as anti-ChAT and anti-AChE antibodies, have been used in light immunohistochemistry and electron microscopy assays to study this system in adult members of certain animal species. Conclusions: This paper reviews the main immunomorphological studies of the cerebral cortex and hippocampus in some animal species with particular emphasis on the cholinergic system and its relationship with the AD. Resumen: Introducción: El sistema colinérgico incluye neuronas localizadas en el cerebro basal anterior y sus axones largos proyectan a la corteza cerebral e hipocampo. Este sistema modula la función cognitiva. En la enfermedad de Alzheimer (EA) y en el proceso de envejecimiento la disfunción colinérgica hay una asociación entre el deterioro cognitivo y el daño progresivo de las fibras colinérgicas, lo que conduce al postulado de la hipótesis colinérgica. Desarrollo: En la EA se producen alteraciones en la expresión y en la actividad de la colina acetiltransferasa (ChAT) y la acetilcolinesterasa (AChE), enzimas específicas relacionadas con la función del SC. Ambas proteínas juegan un papel importante en la transmisión colinérgica mostrando variaciones en la corteza cerebral y en el hipocampo, tanto por el envejecimiento, como por la EA. En ambas estructuras, los desórdenes demenciales están asociados a la destrucción severa y desorganización de las proyecciones colinérgicas que se encuentran afectadas. Para el estudio de este sistema se han usado marcadores específicos como los anticuerpos contra ChAT y AChE que han sido empleados en las técnicas de inmuhistoquímica de luz y microscopia electrónica en algunas especies animales. Conclusiones: En este trabajo se hace una revisión de los principales estudios inmunomorfológicos de la corteza cerebral e hipocampo de varias especies animales con énfasis en el SC y su relación con la EA. Keywords: Cholinergic innervation, Choline acetyltransferase, Acetyl cholinesterase, Cerebral cortex, Hippocampus, Alzheimer's disease, Palabras clave: Inervación colinérgica, Colina acetiltransferasa, Acetilcolinesterasa, Corteza cerebral, Hipocampo, Enfermedad de Alzheimer