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http://hdl.handle.net/1843/75949
Tipo: | Dissertação |
Título: | Modulação da excitabilidade de neurônios do Locus Coeruleus por receptores metabotrópicos de glutamato do grupo I |
Autor(es): | Jennifer Diniz Soares Guimarães |
Primeiro Orientador: | Christopher Kushmerick |
Primeiro membro da banca : | Fabiola Mara Ribeiro |
Segundo membro da banca: | Jader dos Santos Cruz |
Resumo: | Receptores metabotrópicos de glutamato são uma grande família de receptores acoplados a proteína G. Estes receptores podem ser divididos em três Grupos: Grupo I (mGlu1 e mGlu5), Grupo II (mGlu2 e mGlu3) e Grupo III (mGlu4, mGlu6, mGlu7 e mGlu8). Neste estudo, avaliamos os efeitos da ativação de receptores metabotrópicos de glutamato do Grupo I (mGluR-I) em neurônios do Locus Coeruleus (LC) de ratos neonatos. Experimentos utilizando a técnica eletrofisiológica de Whole-cell nas modalidades current clamp e voltage clamp foram realizados em fatias coronais de 200 µm do tronco encefálico de ratos Wistar neonatos. Os neurônios do LC apresentaram atividade rítmica e espontânea, disparando potenciais de ação com frequência de 1.8 ± 0.3 Hz (N=9). A aplicação do agonista seletivo para mGluR-I, (S)3-5-DHPG (DHPG, 10 μM), promoveu um aumento na taxa de disparos dos potenciais de ação em 210 ± 23% (p=0.004). O caráter do efeito foi transiente, com uma redução do efeito ainda na presença do agonista, caracterizando uma dessensibilização. Para determinar se DHPG causou uma despolarização dos neurônios LC, histogramas de trechos dos registros foram usados para identificar o valor do potencial de membrana correspondente às pausas entre os potenciais de ação. Aplicação de DHPG causou uma pequena, porém significativa despolarização do potencial de membrana de 1.8 ± 0.03 mV (N=3, p=0.03). Para determinar se essa despolarização é suficiente para explicar o aumento de disparos observados, utilizamos protocolos que permitiram determinar a relação entre Vm e a frequência de potenciais de ação. Aplicando protocolos de rampas lentas (de -30 para +30 pA no período de 10 s) foi possível calcular a dependência da frequência dos potenciais de ação no valor de Vm, obtendo um aumento de 0.7 ± 0.1 Hz / mV (N=2). Concluímos que a despolarização promovida pelo agonista DHPG justifica apenas parte do aumento de disparos observado. Experimentos realizados na modalidade voltage clamp evidenciaram que DHPG promove, de forma dose-dependente, uma corrente de entrada com valor de EC50 = 7.3 μM e efeito máximo em -35 pA. Assim como o efeito de DHPG na frequência de disparos, a corrente gerada por DHPG foi transitória com uma dessensibilização após ~100 segundos da sua instalação. A utilização de antagonistas específicos para mGlu1 e mGlu5 evidenciou uma forte inibição na corrente promovida por DHPG durante a presença de LY367385 (160M), antagonista seletivo para receptores mGlu1 sem efeito aparente do MPEP (20 M), antagonista de mGlu5. Embora o núcleo LC tem sido caracterizado como um núcleo dimórfico sexualmente, não foram encontradas diferenças dependentes do sexo dos animais utilizados nas correntes promovidas por DHPG. Nós concluímos que a ativação de receptores mGluR-I geram um aumento na taxa de disparos dos neurônios do LC através de múltiplos mecanismos incluindo despolarização do potencial de membrana, geração de uma corrente de entrada e mudanças nas correntes envolvidas na atividade marca-passo destes neurônios. |
Abstract: | Metabotropic Glutamate Receptors are members of the G-protein-coupled receptors superfamily. These receptors are classified into three groups: Group I (mGlu1 e mGlu5), Group II (mGlu2 e mGlu3) and Group III (mGlu4, mGlu6, mGlu7 e mGlu8). We investigated the effects of activating Group I Metabotropic Glutamate Receptors (mGluR-I) on the excitability of Locus Coeruleus (LC) neurons. Whole-cell current clamp and voltage clamp experiments were performed on LC neurons in coronal slices (200 μM) of brainstem from Wistar rats. LC neurons presented spontaneous and rhythmic action potentials at a frequency of 1.8 ± 0.3 Hz (N=9). Application of the selective mGluR-I agonist, (S)-3-5-DHPG (DHPG, 10 μM), caused a increase in action potential firing rate of 210 ± 23% (p=0.004). The effect of DHPG was transient and action potential frequency recovered partially during application of agonist (i.e., the effect of DHPG desensitized). We tested if DHPG depolarized the neurons by measuring the peak of the all-points histogram of membrane potentials. This is the value of membrane potential at which Vm pauses briefly between action potentials. DHPG caused a small but significant increase in Vm (i.e., a small depolarization of the membrane potential) of 1.8 ± 0.03 mV (N=3, p=0.03). To determine if this small membrane depolarization could be responsible for the observed increase in action potential firing frequency, we measured action potential frequency and the resting potential while applying slow current ramps (from -30 to +30 pA over 10 s). These data allowed us to calculate the dependence of AP frequency on value of resting potential and we obtained a slope of 0.7 ± 0.1 Hz / mV (N=2). We conclude that the depolarization caused by DHPG can explain only part of the observed increase in action potential frequency. We next recorded membrane current under whole-cell voltage clamp to measure the DHPG-dependent current. DHPG caused a dosedependent inward shift in membrane current with an EC50 of 7.3 μM and a maximal effect of -35 pA. Like the effect of DHPG on action potential frequency, the DHPGdependent current desensitized with a time constant of ~100 s. This current was largely inhibited by the selective mGlu1 receptor antagonist LY367385 (160 μM), with no apparent effect of the mGlu5 antagonist MPEP (20 μM). Although differences in LC has been reported for female and male rats, we observed no dependence of sex on the size of the DHPG-dependent current. We conclude that activation of mGluR-I receptors changes the firing rate of these neurons through multiple mechanisms including depolarization of the membrane potential, generation of a steady-state inward current, and changes to pacemaker currents. |
Assunto: | Fisiologia Neurônios Potenciais de Ação Eletrofisiologia |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Instituição: | UFMG |
Departamento: | ICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAS |
Curso: | Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas - Fisiologia e Farmacologia |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/ |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/75949 |
Data do documento: | 21-Jul-2017 |
Aparece nas coleções: | Dissertações de Mestrado |
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