Morfina inibe corrente mediada por receptores mGluR-I em neurônios do Locus Coeruleus
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Resumo
Os neurônios do Locus coeruleus (LC) expressam vários tipos de receptores acoplados à proteína G que regulam sua excitabilidade celular e, consequentemente, a liberação de noradrenalina em todo o sistema nervoso central (SNC). Este estudo apresenta uma comparação da força relativa de dois desses receptores com efeitos opostos sobre a excitabilidade: os receptores metabotrópicos do Grupo I (mGluR-I) e os receptores μ-opióides (μ). Conforme esperado e evidenciado em estudos anteriores, a morfina (5 μM) hiperpolarizou os neurônios do LC, efeito esse que foi antagonizado pela naloxona (1 μM), agonista inverso dos receptores μ. Esse efeito bem conhecido da morfina é mediado por receptores opióides que ativam os canais para potássio do tipo KIR e inibem os canais para Ca2+. A aplicação subsequente do agonista para mGluR-I, DHPG (30 μM), na presença de morfina, reverteu completamente a ação inibitória do μ. Diante do exposto, verificamos a possibilidade de que os dois receptores exercem seus efeitos opostos por meio de um mecanismo comum mediado por canais para potássio do tipo KIR. Testamos essa hipótese de duas maneiras: i) identificando as mudanças na condutância da membrana associadas à ativação do receptor e ii) examinando a relação corrente-voltagem (I-V) das correntes subjacentes. Contudo, ambas as abordagens falharam em fornecer evidências para um mecanismo comum. Surpreendente, durante o curso dos experimentos, observou-se uma interação funcional entre os receptores, além do fato das correntes registradas por voltage clamp e evocadas por DHPG serem menores na presença de morfina em comparação às condições controle. Interessantemente, outros experimentos de voltage clamp usando protocolos de variação de voltagem confirmaram que esta interação não foi mediada por canais de potássio. Assim, nossos resultados revelam uma interação até então desconhecida entre mGluR-I e os receptores μ-opioides que parecem exercer forte influência modulatória antagônica sobre a atividade dos neurônios do LC.
Abstract
Locus Coeruleus (LC) neurons express several types of G-protein coupled
receptors that regulate their cellular excitability and, consequently, the liberation of
noradrenaline throughout the central nervous system. This study presents a
comparison of the relative strength of two of these receptors that have opposite
effects on excitability: Group I mGluR (mGluR-I) receptors and μ-opioid receptors (μ).
As expected, based on many previous studies, morphine (5 μM) hyperpolarized LC
neurons, and this effect was antagonized by the selective μ inverse agonist naloxone.
This well-known effect of morphine is mediated by opioid receptors that activate
KIR-type potassium channels. Subsequent application of the mGluR-I agonist, DHPG
(30 μM) in the presence of morphine completely reversed the inhibitory action of μ.
The possibility that the two receptors exert their opposite effects through a common
mechanism mediated by KIR-type potassium channels was tested in two ways: i) by
examining changes in membrane conductance associated with receptor activation
and ii) by examining the I-V relationship of the underlying currents. Both approaches
failed to provide evidence for a common mechanism. During the experiments, we
observed a surprising functional interaction between the receptors in those currents
evoked by DHPG and measured under voltage clamp were smaller in the presence
of morphine than in control conditions. Further voltage clamp experiments using ramp
protocols again confirmed that this interaction was not mediated by potassium
channels. The results reveal a previously unknown interaction between two receptors
that exert a strong antagonistic modulatory influence on the activity of the Locus
Coeruleus neurons.
Assunto
Fisiologia, Receptores de Glutamato Metabotrópico, Locus Cerúleo, Canais de Potássio, Analgésicos Opioides, Técnicas de Patch-Clamp
Palavras-chave
mGluR, Locus coeruleus, Opióides, Canais Kir, patch-clamp