Advertisement

Distribution of Small Neutral Amino Acids after Penetrating the Luminal Side of the Guinea Pig Blood-Brain Barrier

  • S. S. Jovanovic
  • Z. B. Redzic
  • I. D. Markovic
  • D. M. Mitrovic
  • Lj. M. Rakic
Part of the Advances in Behavioral Biology book series (ABBI, volume 46)

Summary

Distribution of radio labelled small neutral amino acids between endothelial cells and brain parenchyma after transport across the luminal side of the blood-brain barrier was studied in guinea pig. After in situ brain vascular perfusion, the capillary depletion method was applied (Triguero et al. 1990). Endothelial cells were separated from brain parenchyma, using centrifugation (5400 g) in 13% dextran solution. The concentration ratio between endothelial cells (pellet) and brain parenchyma (supernatant) was determined for each amino acid studied (3H L-serine, 3H L-alanine and 14C L-proline) after different perfusion times (1,3 and 6 minutes).

Our results show the significant increase of pellet/supernatant ratio in time for all three amino acids (p<0.05 between 1 and 6 min for both L-alanine and L-serine and p<0.05 between 1 and 3 min for L-proline). The increase was due to very slow increase of volume of distribution in postvascular compartment (brain parenchyma), in comparison with the vascular compartment (pellet).

These results indicate that small neutral amino acids, after penetrating the luminal side of the blood-brain barrier, are probably accumulated in brain endothelial cell. The accumulation of these amino acids could reflect their involvement in local metabolic pathways.

Keywords

Brain Parenchyma Brain Endothelial Cell Luminal Side Isobutyric Acid Vascular Compartment 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Résumé

Nous avons étudié, chez le cobaye, par la méthode de perfusion vasculaire cérébrale, le transport de la 3H-L-alanine à travers la barrière hémato-encéphalique. La constante Km de transport unidirectionnel varie de 4,871 ± 0,622 μmin−1g−1 dans l’hippocampe à 5,608 ± 0,902 μmin−1g−1 dans le cortex pariétal, valeurs comparables à celles obtenues pour d’autres petits acides aminés neutres non-essentiels. L’addition de L-alanine non marquée dans le milieu de perfusion provoque une réduction du transport de la L-alanine, ce qui montre l’importance d’un composé saturable dans ce transport. Cependant, même de fortes concentrations en L-alanine non marquée (jusqu’à 12 mmol/1) dans le milieu de perfusion n’entraînent pas une inhibition totale du transport de 3H-L-alanine à travers la BHE. Il semble donc qu’un autre mécanisme soit mis en jeu dans ce transport à travers la membrane luminale des cellules endothéliales. Les valeurs de la constante de Michaelis-Menten pour le transport de la L-alanine du sang vers le parenchyme cérébral démontrent que l’affinité de cette molécule pour son ou ses transporteurs est plutôt faible (Km > 1 mmol/1). L’efficacité du transport de la 3H-L-alanine du sang vers le cerveau est également très faible (Vmax < 20 nmol/min/g). L’addition de BCH (4 nmol/1) pour éliminer la contribution du système de L-transport ne provoquait pas de baisse significative du transport de L-alanine. Pourtant, la présence de L-sérine non marquée (4 nmol/1) dans le milieu de perfusion a provoqué une réduction de la capture de L-alanine (P < 0,05). Il semble que le système de L-transport n’est peut-être pas essentiel pour le transport de la L-alanine à travers la BHE, et que la L-sérine et la L-alanine se partagent le même système de transport. Ces résultats montrent que le transport de la L-alanine à travers la BHE a des composants saturables et non saturables. La capture saturable de L-alanine est probablement médiée par plus d’un système de transport.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. 1.
    Pardridge W.M.: The Blood-Brain Barrier: Cellular and molecular biology. Raven Press, New York 1993.Google Scholar
  2. 2.
    Redzic Z.,Markovic D., Jovanovic S., Mitrovic D., Zlokovic B., and Rakic Lj. Slow penetration of [3H] tiazofurin into guinea pig brain by a saturable mechanism. Meth Find Exp Clin Pharmacol 17 (6) In pressGoogle Scholar
  3. 3.
    Zlokovic BV, Begley D, Duricic B and Mitrovic D. M. Measurement of solute transport across the blood brain barrier in the perfused guinea pig brain; method and application to N-methyl-a-amino isobutyric acid. J Neurochem (1986) 46: 1444–1451.Google Scholar
  4. 4.
    Triguero D., Buciak J. and Pardridge W.M. Capillary depletion method for quantification of blood-brain barrier transport of circulating peptides and plasma proteins. J Neurochem (1990) 54 (6): 1882–1888.PubMedCrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Springer Science+Business Media New York 1996

Authors and Affiliations

  • S. S. Jovanovic
    • 1
  • Z. B. Redzic
    • 2
  • I. D. Markovic
    • 1
  • D. M. Mitrovic
    • 2
  • Lj. M. Rakic
    • 2
  1. 1.ICN Galenika InstituteBiomedical Research DepartmentYugoslavia
  2. 2.School of MedicineInstitute of BiochemistryYugoslavia

Personalised recommendations