Regulação de excitabilidade de neurônios do MNTB por receptores mGluR-I: explorando o papel de canais HCN, KIR e TWIK através da eletrofisiologia celular e modelagem computacional

dc.creatorMatheus Guimarães Hofner
dc.date.accessioned2024-03-08T18:48:55Z
dc.date.accessioned2025-09-08T22:48:13Z
dc.date.available2024-03-08T18:48:55Z
dc.date.issued2023-12-01
dc.description.abstractThe Medial Nucleus of the Trapezoid Body (MNTB) is a synaptic relay in the Superior Olivary Complex (SOC) that plays a role in the early stages of auditory processing by providing precise temporal inhibition to other nuclei, both within and outside the SOC. Among the various biophysical adaptations that MNTB neurons have to faithfully respond to presynaptic activity at high frequencies, some are facilitated by the activation of type I metabotropic glutamate receptors (mGluR-I). Activation of mGluRI generates an inward current observed in voltage-clamp experiments and a depolarization in the resting membrane potential observed in current-clamp experiments. These effects are blocked when accompanied by selective antagonists of HCN channels and by Ba²+ ions, which are capable of blocking KIR and TWIK channels. In this study, we explored the impacts of regulating the currents mediated by these channels on the excitability of the principal neurons of the MNTB. Patchclamp experiments were conducted to characterize the Ih, IKIR, e ITWIK currents, and these components were included in a neuron model of the MNTB adapted from the literature. By manipulating the maximum conductance of these currents to mimic the activation of mGluR-I, it was observed that they are sufficient to suppress failures in action potential generation due to high-frequency synaptic events in the MNTB neuron model of neonatal mice. It was observed that the reduction in failures is caused by an increase in membrane resistance and depolarization of the membrane potential. These effects are more strongly dependent on modulation of the maximum ITWI conductance, followed to a lesser extent by Ih, with only a very minor contribution of IKIR.
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/65568
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Restrito
dc.subjectFisiologia
dc.subjectComplexo Olivar Superior
dc.subjectReceptores de Glutamato Metabotrópico
dc.subjectCanais Disparados por Nucleotídeos Cíclicos Ativados por Hiperpolarização
dc.subjectCanais de Potássio Corretores do Fluxo de Internalização
dc.subject.otherNúcleo Medial do Corpo Trapezóide
dc.subject.otherReceptores metabotrópicos para glutamato do grupo I
dc.subject.otherCanais ativados por hiperpolarização
dc.subject.otherCanais para potássio retificadores de entrada
dc.subject.otherCanais para potássio com dois domínios de poro
dc.subject.otherWhole-Cell Patch-Clamp
dc.subject.otherModelagem computacional
dc.titleRegulação de excitabilidade de neurônios do MNTB por receptores mGluR-I: explorando o papel de canais HCN, KIR e TWIK através da eletrofisiologia celular e modelagem computacional
dc.title.alternativeMNTB excitability regulation by mGluR-I: exploring the role of HCN, KIR and TWIK channels through cellular electrophysiology and computational modeling
dc.typeTese de doutorado
local.contributor.advisor1Christopher Kushmerick
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6998917765406696
local.contributor.referee1Jader dos Santos Cruz
local.contributor.referee1Ricardo Maurício Xavier Leão
local.contributor.referee1Cleiton Lopes Aguiar
local.contributor.referee1Kerly Shamyra da Silva Alves
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3517424918976145
local.description.embargo2025-12-01
local.description.resumoO Núcleo Medial do Corpo Trapezóide (MNTB) é um relê sináptico no Complexo Olivar Superior (SOC) que atua nos estágios iniciais do processamento auditivo, pela promoção de precisa inibição temporal a outros núcleos, dentro e fora do SOC. Dentre as diversas adaptações biofísicas que os neurônios do MNTB possuem para cumprir a função em disparar fidedignamente à atividade pré-sináptica em alta frequência estão aquelas propiciadas pela ativação dos receptores metabotrópicos para glutamato do tipo I (mGluR-I). A ativação de mGluR-I gera uma corrente de entrada observada em experimentos de voltage-clamp e uma despolarização no potencial de repouso observada em experimentos de current-clamp. Esses efeitos são bloqueados quando acompanhados de antagonistas seletivos de canais HCN e do íon Ba²+, capaz de bloquear os canais KIR e TWIK. Neste trabalho foram explorados os impactos da regulação das correntes promovidas por estes canais acerca da excitabilidade dos neurônios principais do MNTB. Foram realizados experimentos de patch-clamp para caracterizar as correntes Ih, IKIR, e ITWIK, e incluídos esses componentes num modelo do neurônio do MNTB adaptado da literatura. Pela manipulação da condutância máxima dessas correntes, com o intuito de mimetizar a ativação de mGluR-I, foram observadas que elas são suficientes para suprimir as falhas na geração de potenciais de ação, em virtude de eventos sinápticos em alta frequência, no modelo do neurônio do MNTB de camundongos neonatal. Foi observado que a redução nas falhas é causada pelo aumento na resistência de membrana e pela despolarização do potencial de membrana. Estes efeitos são mais dependentes de modulação da condutância máxima ITWIK, seguido em menor magnitude pela de Ih, e negligíveis para IKIR.
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAS
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciências Biológicas - Fisiologia e Farmacologia

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