Glutamattransportører i perifere organer

Aminosyren glutamat inngår i mange metabolske prosesser, og kan syntetiseres i de fleste celler. Majoriteten av kroppens celler inneholder høye konsentrasjoner av glutamat. Glutamat er også hjernens kvantitativt viktigste eksitatoriske nevrotransmitter. Glutamatreseptorene er lokalisert i celleoverflatene og aktiveres dermed av glutamat i ekstracellulærvæsken. Et høyt signal-støy forhold i nevrotransmisjonen forutsetter derfor lave hvilekonsentrasjoner av ekstracellulær glutamat. Glutamat fjernes fra ekstracellulærvæsken ved at glutamattransportørene (Excitatory Amino Acid Transporters; EAATs) aktivt flytter glutamat inn i cellene. Det er fem ulike EAAT-subtyper, hvorav EAAT1 og EAAT2 er de viktigste i hjernen. Disse er nødvendige for normal hjernefunksjon, og distribusjonen av EAATs i sentralnervesystemet er etterhvert godt kartlagt. Ekspresjon av EAAT-proteiner er også rapportert i de fleste perifere vev, inkludert gonadene, prostata, brystkjertler, spyttkjertler, bukspyttkjertel, lymfatisk vev, perifert nervevev, hjerte, skjelettmuskulatur, fettvev, tarm, lever og nyre. Det er imidlertid ikke enighet om alle funnene. Hovedandelen av de immunhistokjemiske undersøkelsene er utført uten vev fra knockoutdyr som negative kontroller. Det er også lite kvantitative data. Totalt sett er dermed rollene til de ulike glutamattransportørene ufullstendig kartlagt. Vi har verifisert distribusjonen av EAAT1-3 i tarm, lever og nyre hos mus med knockoutvev som kontroll og sammenlignet nivåene av EAAT1-3 i disse organene med nivåene i hjernen. Resultatene fra RT-PCR, immunblot og immunohistokjemi bekrefter høye nivåer av EAAT3 apikalt i epitelceller i distale tynntarm og proksimale nyretubuli, samt at EAAT2 er den dominante EAAT-subtypen i lever. Denne oppgaven drøfter rollen for glutamattransport i perifere organer med utgangspunkt i den publiserte artikkelen

Komplikasjoner til perifert venekateter

Tema/ problemstilling: Norske sykehus benytter 3.2 millioner perifere venekatetre (PVK) årlig, men forekomsten av PVK-komplikasjoner er ukjent. I en internasjonal prevalensstudie scoret norske sykehusavdelinger høyere enn gjennomsnittet på forekomst av klinisk flebitt (22 % mot 10 %) og på andel inneliggende PVK-er som ikke var i bruk (37 % mot 14 %). Dokumentasjonen av PVK var også mangelfull. Dette til tross for at norske retningslinjer for PVK stiller krav til dokumentasjon, daglig tilsyn og fjerning ved manglende indikasjon. Flebitt kan lede til sepsis, en potensielt fatal tilstand som krever store behandlingsressurser. Bedre etterlevelse av PVK-retningslinjer kan muligens senke flebitt-forekomsten og dermed bedre pasientsikkerheten og redusere helsekostnadene. Mikrosystem: Ved indremedisinsk avdeling, Ullevål, har fagutviklingssykepleier registrert periodevis høyere forekomst av flebitt-tegn, uten sikker årsak. Avdelingen fører ikke statistikk på forekomst av PVK-komplikasjoner. Avdelingen skal følge nasjonale retningslinjer for PVK, men dokumenterer ikke rutinemessig PVK-innleggelse og måler ikke systematisk etterlevelsen av retningslinjene. Kunnskapsgrunnlag: Norske retningslinjer for PVK er utarbeidet ved hjelp av AGREE-II og er forankret i internasjonale retningslinjer. Søk i McMaster PLUS og PubMed har gitt kunnskapsoppsummeringer om risikofaktorer for PVK-komplikasjoner og verktøy for å vurdere PVK-praksis. Relevante tiltak er vurdert ut fra Guide to Performing a Root Cause Analysis fra Veterans Health Administration, National center for patient safety og rapporten Effekt av tiltak for implementering av kliniske retningslinjer, utarbeidet av Nasjonalt kunnskapssenter for helsetjenesten. Tiltak/ kvalitetsindikatorer: Aktuelle tiltak er informasjon til ansatte, tilrettelegging for dokumentasjon av PVK i MetaVision og DIPS, sjekkliste for PVK, fagdag og E-læringskurs samt økt brukermedvirkning. Relevante kvalitetsindikatorer er evaluering av PVK-praksis basert på kvalitetsverktøyet PIVC-miniQ og andel sykepleiere som har deltatt på PVK-fagdag og gjennomført E-læringskurs om PVK. Ledelse/ organisering: En prosjektgruppe bestående av fagutviklingssykepleier (leder), avdelingsleder, to-tre frivillige sykepleiere og en IT-arbeider vil ha overordnet ansvar for prosjektet. Kvalitetsforbedringsprosjektet vil organiseres etter PDSA-modellen. Tidsrammen på prosjektet er satt til 1 måned, med mulighet for forlengelse dersom resultatene er gode. Konklusjon: Den norske PVK-retningslinjen inneholder ikke føringer for hvordan man kan sikre og evaluere at retningslinjene følges. Vi foreslår tiltak for å bedre etterlevelse av retningslinjene og verktøy for å evaluere etterlevelsen, med mål om å redusere flebitt-forekomst ved Indremedisinsk avdeling Ullevål. Avdelingens PVK-praksis har et forbedringspotensiale, og tiltakene vi foreslår vil være lite ressurskrevende, med potensielt stor effekt på pasientsikkerhet og helsekostnader. Samlet vurderes det hensiktsmessig å gjennomføre prosjektet

Expression of glutamate transporters in mouse liver, kidney, and intestine

Glutamate transport activities have been identified not only in the brain, but also in the liver, kidney, and intestine. Although glutamate transporter distributions in the central nervous system are fairly well known, there are still uncertainties with respect to the distribution of these transporters in peripheral organs. Quantitative information is mostly lacking, and few of the studies have included genetically modified animals as specificity controls. The present study provides validated qualitative and semi-quantitative data on the excitatory amino acid transporter (EAAT)1-3 subtypes in the mouse liver, kidney, and intestine. In agreement with the current view, we found high EAAT3 protein levels in the brush borders of both the distal small intestine and the renal proximal tubules. Neither EAAT1 nor EAAT2 was detected at significant levels in murine kidney or intestine. In contrast, the liver only expressed EAAT2 (but 2 C-terminal splice variants). EAAT2 was detected in the plasma membranes of perivenous hepatocytes. These cells also expressed glutamine synthetase. Conditional deletion of hepatic EAAT2 did neither lead to overt neurological disturbances nor development of fatty liver

Semi-quantitative distribution of excitatory amino acid (glutamate) transporters 1-3 (EAAT1-3) and the cystine-glutamate exchanger (xCT) in the adult murine spinal cord

Proper glutamatergic neurotransmission requires a balance between glutamate release and removal. The removal is mainly catalyzed by the glutamate transporters EAAT1-3, while the glutamate-cystine exchanger (system xc− with specific subunit xCT) represents one of the release mechanisms. Previous studies of the spinal cord have focused on the cellular distribution of EAAT1-3 with special reference to the dorsal horn, but have not provided quantitative data and have not systematically compared multiple segments. Here we have studied the distribution of EAAT1-3 and xCT in sections of multiple spinal cord segments using knockout tissue as negative controls. EAAT2 and EAAT3 were evenly expressed in all gray matter areas at all segmental levels, albeit with slightly higher levels in laminae 1–4 (dorsal horn). Somewhat higher levels of EAAT2 were also seen in lamina 9 (ventral horn), while EAAT3 was also detected in the lateral spinal nucleus. EAAT1 was concentrated in laminae 1–3, lamina 10, the intermediolateral nucleus and the sacral parasympathetic nucleus, while xCT was concentrated in laminae 1–3, lamina 10 and the leptomeninges. The levels of these four transporters were low in white matter, which represents 42% of the spinal cord volume. Quantitative immunoblotting revealed that the average level of EAAT1 in the whole spinal cord was 0.6 ± 0.1% of that in the cerebellum, while the levels of EAAT2, EAAT3 and xCT were, respectively, 41.6 ± 12%, 39.8 ± 7.6%, and 30.8 ± 4.3% of the levels in the hippocampus (mean values ± SEM). Conclusions: Because the hippocampal tissue content of EAAT2 protein is two orders of magnitude higher than the content of the EAAT3, it follows that most of the gray matter in the spinal cord depends almost exclusively on EAAT2 for glutamate removal, while the lamina involved in the processing of autonomic and nociceptive information rely on a complex system of transporters

The cystine-glutamate exchanger (xCT, Slc7a11) is expressed in significant concentrations in a subpopulation of astrocytes in the mouse brain.

The cystine-glutamate exchanger (xCT) promotes glutathione synthesis by catalyzing cystine uptake and glutamate release. The released glutamate may modulate normal neural signaling and contribute to excitotoxicity in pathological situations. Uncertainty, however, remains as neither the expression levels nor the distribution of xCT have been unambiguously determined. In fact, xCT has been reported in astrocytes, neurons, oligodendrocytes and microglia, but most of the information derives from cell cultures. Here, we show by immunohistochemistry and by Western blotting that xCT is widely expressed in the central nervous system of both sexes. The labeling specificity was validated using tissue from xCT knockout mice as controls. Astrocytes were selectively labeled, but showed greatly varying labeling intensities. This astroglial heterogeneity resulted in an astrocyte domain-like labeling pattern. Strong xCT labeling was also found in the leptomeninges, along some blood vessels, in selected circumventricular organs and in a subpopulation of tanycytes residing the lateral walls of the ventral third ventricle. Neurons, oligodendrocytes and resting microglia, as well as reactive microglia induced by glutamine synthetase deficiency, were unlabeled. The concentration of xCT protein in hippocampus was compared with that of the EAAT3 glutamate transporter by immunoblotting using a chimeric xCT-EAAT3 protein to normalize xCT and EAAT3 labeling intensities. The immunoblots suggested an xCT/EAAT3 ratio close to one (0.75 ± 0.07; average ± SEM; n = 4) in adult C57BL6 mice. CONCLUSIONS: xCT is present in select blood/brain/CSF interface areas and in an astrocyte subpopulation, in sufficient quantities to support the notion that system xc- provides physiologically relevant transport activity

Lifespan extension with preservation of hippocampal function in aged system x-deficient male mice.

The cystine/glutamate antiporter system x has been identified as the major source of extracellular glutamate in several brain regions as well as a modulator of neuroinflammation, and genetic deletion of its specific subunit xCT (xCT) is protective in mouse models for age-related neurological disorders. However, the previously observed oxidative shift in the plasma cystine/cysteine ratio of adult xCT mice led to the hypothesis that system x deletion would negatively affect life- and healthspan. Still, till now the role of system x in physiological aging remains unexplored. We therefore studied the effect of xCT deletion on the aging process of mice, with a particular focus on the immune system, hippocampal function, and cognitive aging. We observed that male xCT mice have an extended lifespan, despite an even more increased plasma cystine/cysteine ratio in aged compared to adult mice. This oxidative shift does not negatively impact the general health status of the mice. On the contrary, the age-related priming of the innate immune system, that manifested as increased LPS-induced cytokine levels and hypothermia in xCT mice, was attenuated in xCT mice. While this was associated with only a very moderate shift towards a more anti-inflammatory state of the aged hippocampus, we observed changes in the hippocampal metabolome that were associated with a preserved hippocampal function and the retention of hippocampus-dependent memory in male aged xCT mice. Targeting system x is thus not only a promising strategy to prevent cognitive decline, but also to promote healthy aging