Uzun süreli güçlenmenin tersine çevrilmesinde dentat girusun GABAerjik kontrolünün araştırılması

AMAÇ: γ-aminobutirik asit (GABA) yetişkin beynindeki ana inhibitör nörotransmiterdir. GABAerjik fonksiyonun değişmesi,Alzheimer hastalığında gözlenen uzun süreli baskılanma (UDB) ile ilişkilidir. Bununla birlikte, GABAerjik değişikliklerin sinapslarınzayıflatılmasının bozulmasına yol açıp açmadığı büyük ölçüde anlaşılamamıştır. GABA fonksiyonunun, öğrenme ve hafızada yeralan kritik bir beyin bölgesi olan hipokampüse bilgi girişi için geçit olan dentat girusta (DG) uzun dönemli güçlenmenin (UDG) tersçevrilmesine katkısını araştırdık.YÖNTEM: Çalışmaya toplam 30 yetişkin Wistar rat alındı. 15 dakikalık bir başlangıç kaydının ardından, yüksek frekanslı uyaran(YFU) protokolünün uygulanmasıyla indüklenen UDG, UDG indüksiyonundan sonra ilk 5 dakika içinde uygulanan düşük frekanslıuyaran (DFU) ile tersine çevrildi. Hamilton pompası kullanılarak, YFU uygulamasından başlayarak 1 saat süreyle salin, pikrotoksin(50 µmol) veya bikukulin (20 µmol) infüzyonları yapıldı. UDG tersinin büyüklüğünün bir ölçüsü olarak DFU öncesi ve sonrası uyarıcıpost-sinaptik potansiyel (EPSP) eğimlerinin ve popülasyon spike (PS) genliklerinin 5 dakikalık ortalamaları kullanıldı. Bu çalışmaErciyes Üniversitesi Hayvan Deneyleri Etik Kurulu tarafından onaylandı (karar no: 18/022).BULGULAR: Uyaran şiddeti ile infüze edilen madde arasındaki etkileşimin anlamlı bulunmaması infüzyon gruplarının input-outputeğrilerinin birbirinden farklı olmadığını göstermektedir. Tek yönlü ANOVA, grupların fEPSP eğimi (F2,23 = 5.93; P = 0.009) ve PSgenliği (F2,23 = 4.29; P = 0.027) için depotansiyasyon büyüklüklerinin gruplar arasında farklılık olduğunu gösterdi. Post-hocTukey’in testi, bikukulinin EPSP-UDG’nin tersine çevrilmesini (P=0.007), pikrotoksinin ise PS-UDG’nin tersine çevrilmesiniengellediğini (p = 0,026) gösterdi.SONUÇ: Bu çalışma, GABAerjik iletinin UDG'nin tersine çevrilmesindeki rolüne dair kanıt sunmaktadır ve bu da GABAerjikhipokampal nöronların nörodejenerasyonunun, hipokampüs aracılı öğrenmede eksikliklere neden olabileceğini göstermektedir.Erciyes Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi tarafından TTU-2018-8240 no’lu proje kapsamında desteklenmiştir.Anahtar Kelimeler: GABA, plastisite, dentat Girus, UDG’nin ters çevrilmes&nbsp;Objective: γ-aminobutyric acid (GABA) is the major inhibitory neurotransmitter in the adult brain. Altered GABAergicfunction has been related with impaired long-term potentiation(LTP) observed in Alzheimer’s disease. However, whetherGABAergic alterations lead to impairment of weakening ofsynapses is largely understudied. We investigated the contribution of GABA function to the reversal of LTP in the dentategyrus (DG), the gateway for information input to the hippocampus, a critical brain region involved in learning andmemory.Methods: A total of 30 adult Wistar rats were enrolled in thestudy. After a 15-minute baseline recording, LTP which was&nbsp; induced by application of high-frequency stimulation (HFS) protocol was reversed by low-frequency stimulation applied withinthe first 5 min following LTP induction. Infusions of saline,picrotoxin (50 μmol) or bicuculline (20 μmol) were made for 1hour starting from the application of HFS, using Hamiltonpump. The ratio of 5-min averages of the excitatory postsynapticpotential (EPSP) slopes and population spike (PS) amplitudesbefore and after LFS were used as a measure of the magnitude ofLTP reversal.This study was approved by Erciyes UniversityEthics Committee.Results: The input-output curves of the infusion groups werecomparable to each other, as shown by the non significantinteraction observed between stimulus intensity and infuseddrug. The one-way ANOVA indicated that the groups variedsignificantly on their depotentiation magnitudes for fEPSPslope (F2,23=5.93; P=0.009) and PS amplitude (F2,23=4.29;P=0.027). Post-hoc Tukey’s test confirmed that bicucullineinhibited reversal of EPSP-LTP (P=0.007), also picrotoxin thatof PS-LTP (p=0.026) when compared to saline infusion.Conclusion: The present study provides evidence for a role ofthe GABAergic transmission in the reversal of LTP, suggestingthat neurodegeneration of GABAergic hippocampal neuronscould result in deficits in hippocampus-mediated learning.This study was supported by Erciyes University ResearchFound (TTU-2018-8240).Keywords: GABA, plasticity, dentate gyrus, reversal of LTP</p

Yaşlı Sıçanlarda Hipertiroidi ve Selenyum Takviyesinin Uzun Dönemli Baskılanma Yanıtına Etkisi

AMAÇ: Selenyum antioksidan olarak kanıtlanmış işlevlerine ek olarak, tiroid hormon metabolizmasının ve bağışıklık fonksiyonunun düzenlenmesindeve beyin fonksiyonunun korunmasında rol oynar. Uzun süreli baskılanma (UDB), sinaptik plastisitede kalıcı, aktiviteye bağlı bir azalmayı ifade eder.Bu çalışmada selenyum takviyesinin hipertiroidizm ile indüklenen UDB değişiklikleriyle benzer bir etkiye sahip olup olmadığı araştırıldı.GEREÇ-YÖNTEM: Wistar albino türü 12 aylık erkek sıçanlar kontrol, hipertiroid ve selenyum grubu olarak 3 gruba ayrıldı (n=6, her bir grup için).Hipertiroidizm, bir ay boyunca ip L-Tiroksin (0.3mg/kg/gün) uygulanarak oluşturuldu. Selenyum grubu, 8. aydan itibaren, 4 ay boyunca sıçanlarıniçme sularına sodyum selenit (0.5mg/kg/gün) verilerek oluşturuldu. Uzun dönemli baskılanma düşük frekanslı stimülasyon (1Hz, 15 dakika)protokolü ile indüklendi ve hipokampüsün dentat girus granül hücrelerinden kaydedildi.BULGULAR: Tek yönlü ANOVA testi, EPSP eğimi için anlamlı bir grup etkisi göstermedi, ancak PS amplitüdü için, anlamlı bir grup etkisi bulundu(p=0.026). Post hoc LSD testi, hipertiroidizm ile indüklenen PS amplitüdün, Se ve kontrol gruplarında gözlenmediğini gösterdi.SONUÇ: Elde edilen sonuçlar, düşük frekanslı stimülasyonun yaşlı sıçanların dentat girusunda UDB'yi indükleyemediğini, bunun yerine hipertiroidilisıçanlarda PS amplitüdünde bir artış ile karakterize edilen uzun dönemli güçlenme (UDG) formunu indüklediğini göstermektedir. Bu artmış UDG,hipertiroidizmli yaşlı kişilerde gözlemlenen hafıza bozukluklarının altını çizebilir.Bu çalışma, Erciyes üniversitesi bilimsel araştırma projeleri birimi tarafından TCD- 2016-6262 no’lu proje kapsamında desteklenmiştir.Anahtar Kelimeler:&nbsp;hipertiroidi, selenyum, uzun dönemli baskılanmaObjective: In addition to the well-documented functions of Seas an antioxidant, it plays a role in the regulation of the thyroidhormone metabolism and immune function, and in the maintenance of brain function. Long-term depression (LTD) is a persistent, activity-dependent decrease in synaptic plasticity. In thepresent study we investigated whether selenium supplementation has a similar effect with hyperthyroidism-induced LTDchanges.Methods: 12-month-old male Wistar albino rats were dividedinto 3 groups (n=6/group) as control, hyperthyroid and seleniumgroup (Se). Hyperthyroidism was induced by administering ip LTyroxin (0.3 mg/kg/day) for 1 month. From 8th months, Setreated group was received sodium selenite (0.5 mg/kg/day) indrinking water for 4 months. LTD was induced by a low frequency (1 Hz, 15min) stimulation protocol, and recorded fromdentate gyrus granule cells of the hippocampus.Results: A one-way ANOVA failed to show significant groupeffect for EPSP slope, but for PS amplitude, a significant effectof group was found (p=0.026). Post hoc LSD test showed thathyperthyroidism-induced potentiation of PS amplitude was notobserved in Se and control groups.Conclusion: The present results show that LFS is not able toLTD in the dentate gyrus in aging rats, but rather induces aform of long-term potentiation (LTP), which is characterized byan increase in PS amplitude exclusively, in hyperthyroid rats.This enhanced LTP may underline memory impairmentsobserved in elderly person with hyperthyroidism. This study wassupported by Erciyes University Scientific Research ProjectsUnit under TCD-2016-6262 project.Keywords: Hyperthyroidism, selenium, long-term depression</p

Hipertiroidili sıçanlarda hipokampüs antioksidan enzimlerinin incelenmesi

AMAÇ: Hipokampus, öğrenme ve hafıza gibi bilişsel işlevlerde önemli bir rol oynayan beyin bölgelerinden biridir. Hipertiroidizm, dokulardaantioksidanlar ve oksidanlar arasındaki dengeyi bozarak, bilişsel işlev bozuklukları ile sonuçlanır. Öte yandan, yaşlanma, oksidan sistemindengesizliğinde, uzun dönemli güçlenmenin oluşmasında ve öğrenme ve hafızanın birleştirilmesinde önemli bir rol oynar. Bu çalışmanın amacı,yaşlanmaya bağlı olarak hipertiroidili sıçanların hipokampüslerinde, oksidan ve antioksidan düzeylerini araştırmaktır.GEREÇ VE YÖNTEM: Bu çalışmada genç (2 aylık) ve yaşlı (12 aylık) erkek Wistar albino sıçanlar kullanılmıştır. Sıçanlar, genç (kontrol, hipertiroid)ve yaşlı (kontrol, hipertiroid) olarak 4 gruba (her grup için n = 6) ayrılmıştır. Hipertiroidizm oluşturmak için 21 gün boyunca sıçanlara L-tiroksin (0,3mg / kg / gün) intraperitoneal olarak verilmiştir. Kontrol grubu sıçanlarına eşit hacimde serum fizyolojik verilmiştir. Plazma serbest T3 (sT3), serbestT4 (sT4) ve hipokampal nitrik oksit (NO), Nitrik oksit sentaz (NOS), katalaz (CAT) ve malondialdehid (MDA) düzeyleri ticari ELISA Kiti kullanılarakölçülmüştür.BULGULAR: Yaş bağımlı CAT seviyesinde azalma (p &lt; 0.001) ve MDA seviyesindeki artışlar (p &lt; 0.001), tiroit durumundan etkilenmezken; yaşbağımlı bir değişme göstermeyen NOS aktivitesi hipertiroidili yaşlı sıçanlarda, genç hipertiroidi sıçanlardan anlamlı seviyede yüksek bulunmuştur(p &lt; 0.001). NO seviyeleri üzerine anlamlı yaş ve tiroit durum etkisi ise bulunmamıştır.SONUÇ: Bulgularımız, hipokampüs dokusunda yaşa bağımlı olarak artan oksidan stresin, tiroit hormon seviyesindeki yükselmeden etkilenmediğinigöstermektedir. Bununla birlikte, glutamat toksisitesinin bir göstergesi olarak, NOS seviyesinde gözlemlediğimiz değişmelerin, NO düzeylerindekideğişmeler ile desteklenememiş olması nedeni ile bu konuda ayrıntılı çalışmalar gerekmektedir.&nbsp;Bu çalışma, Erciyes üniversitesi bilimsel araştırma projeleri birimi tarafından TCD 2016-6262 nolu proje kapsamında desteklenmiştir.Anahtar Kelimeler:&nbsp;bellek, hipertiroidi, nitrik oksit, öğrenme,Objective: The hippocampus is one of brain regions that plays an important role in cognitive functions such as learning and memory. Hyperthyroidism disrupts the balance between antioxidants and oxidants in tissues, resulting in cognitive dysfunctions. On the other hand, aging plays an important role in the disbalance of oxidant system, formation of long-term potentiation and consolidation of learning and memory. This study was aimed to investigate oxidant and antioxidant levels in hippocampus ofhyperthyroid rats, depending on aging.Methods: Young (2-months) and old (12-months) male Wistar albino rats were used in this study. The rats were divided into 4 groups (n=6 for each group) as young (control, hyperthyroid) andold (control, hyperthyroid). To create hyperthyroidism, rats were given L-thyroxine (0.3 mg/kg/day) intraperitoneal for 21 days. Control group rats were given an equal volume of saline. Plasma free T3 (fT3), free T4 (fT4) and hippocampal Nitric oxide (NO), Nitric oxide synthase (NOS), catalase (CAT) and malondialdehyde (MDA) levels were measured using a commercial ELISA Kit.Results: A decrease in age-related CAT levels (p&lt;0.001) and an increase in MDA levels (p&lt;0.001) were not affected by thyroidstatus while NOS activity, which was not affected by age, was significantly higher in old hyperthyroid rats compared to young hyperthyroid rats (p&lt;0.001). There were no significant effect of age and thyroid status on NO levels. Conclusion: Our results showed that the oxidative stress which is strengthened in the hippocampus of elderly person is not affected by the increase of thyroid hormone level. Along with that, because the changes at NOS levels which is considered as indicator of glutamate toxicity are not supported by the changes in NO levels, further studies are needed. This study was supported by Erciyes University Scientific Research Projects Unit under TCD 2016-6262 project.Keywords: Hyperthyroidism, learning, memory, nitric oxide</p

Yetişkin Ratların Hipokampüsünde UzunDönemli Güçlenmenin Depotansiyasyonu ile Epitopa Spesifik Tau Hiper/Hipo Fosforilasyon İlişkisi

Giriş ve Amaç: Sinaptik plastisite indüksiyonunda roloynayan kinazların ve fosfatazların taufosforilasyonunu modüle ettiği iyi bilinmektedir.Bununla birlikte, uzun-dönemli güçlenmenin (UDG)depotansiyasyonuyla ilgili yapılan çalışmaların azlığınedeniyle, potansiyalize olan sinaptik güçtekidepresyonun tau fosforilasyonuna nasıl katkıdabulunduğu açık değildir.Yöntemler: Çalışmada, perforant yolakstimülasyonuna yanıt olarak dentat girustan alanpotansiyelleri, alan-eksitatuar postsinaptik potansiyel(fEPSP) ve populasyon spike (PS) olarak kaydedildi.UDG'yi indüklemek için 100-Hz, 100 pulse olarakdört kez yüksek-frekanslı sitimülasyon (YFU)uygulandı (tetanizasyon), UDG'nin depotansiyasyonuiçin 1-Hz, 900 pulse olarak düşük-frekanslıstimülasyon (DFU) tetanizasyondan 5 dakika sonrauygulandı. Bazı deneylerde, nötral protocol (0,033Hz)sinaptik plastisite indüksiyonu yapılmadan uygulandı.Bulgular: 1-Hz depotansiyasyon protokolü, dahaönce YFU ile artmış olan fEPSP eğimini azaltırken,nötral protokol deneylerinde fEPSP eğiminde ve PSamplitüdünde anlamlı değişiklik gözlenmemiştir.Western-blot çalışmaları, UDG'nindepotansiyasyonuyla hipokampüste tau proteinininser416 epitopunda hiperfosforile olduğunu, ancakthr231 epitopunda hipofosforile olduğunugöstermiştir. Bu değişimler, total-Tau seviyelerindekive ERK1/2 fosforilasyonundaki artışlarla eş zamanlıolarak gerçekleşmiştir.Sonuç: Bu bulgular, uzun dönemli plastisitenin bazıformlarının hipokampüste epitopa spesifik taufosforilasyonu ve ERK1/2 aktivasyonuyla ilişkiliolabileceğini göstermektedir. Bu nedenle, tau'nunAlzheimer hastalığı patolojisi yanında fizyolojiköğrenme için de çok önemli olabileceğinivurguluyoruz. Bu çalışma, Erciyes ÜniversitesiBilimsel Araştırma Projeleri Birimi tarafından TCD2016-6262, TTU-2016-6732 no’lu proje kapsamındadesteklenmiştir.Aim: It is well known that kinases and phosphatases which areinvolved in the induction of synaptic plasticity modulate tauphosphorylation. How depression of potentiated synapticstrength contributes to tau phosphorylation is unclear because ofthe lack of experiments in which depotentiation of long-termpotentiation (LTP).Methods: In the study, field-excitatory postsynaptic potential(fEPSP) and population spike(PS) were recorded from thedentate gyrus in response to the perforant-pathway stimulation.To induce LTP, high-frequency stimulation (HFS) consisting offour trains of 100 pulses, 100-Hz (tetanization) was used, fordepotentiation of LTP, low-frequency stimulation (900 pulses, 1-Hz) was applied after tetanization. In some experiments, neutralprotocol (0,033Hz) was applied without induction.Results: 1-Hz protocol was decreased fEPSP slope which waspreviously increased by HFS, whereas no significant change infEPSP slope and PS amplitude was observed in neutral protocolexperiments. Western-blot indicated that tau protein washyperphosphorylated at ser416 epitope but ratherhypophosphorylated at thr231 epitope in the hippocampus upondepotentiation of LTP. These changes occurred with increase inthe levels of total-Tau and phosphorylated of the ERK1/2.Conclusions: These findings indicate that forms of long-termplasticity might be related with epitope-specific tauphosphorylation and ERK1/2 activation in hippocampus. Weemphasize that tau may be crucial for physiological learning. </p

Gama-aminobütirik asit reseptörlerinin inhibisyonunun düşük frekansta prime edilmiş uzun vadeli güçlendirme üzerine etkisi

AMAÇ: Gama-aminobutirik asit (GABA), inhibe edici etkisini GABA-A reseptörleri yoluyla ileten başlıca inhibitör nörotransmiterdir.Metaplastisite, uzun dönemli güçlenme (UDG) gibi sinaptik plastisite formlarını modüle eden nöral fonksiyonların aktivite bağımlıdeğişikliklerini ifade eder. Metaplastisite üzerine birçok araştırma, hipokampustaki glutamaterjik uyarıcı sinaptik sistemeodaklanırken, inhibe edici GABA'erjik sinaptik sistem daha az dikkat çekmiştir. Bu çalışmada, GABA-A reseptör antagonistlerininvarlığında, dentat girus (DG) sinapslarında metaplastik UDG'nin nasıl bir değişme göstereceği araştırıldı.YÖNTEM: Çalışma Erciyes Üniversitesi Hayvan Deneyleri Yerel Etik Kurulunun 14.02.2018 tarihli ve 18/022 no'lu kararı ilegerçekleştirilmiştir. Çalışmaya toplam 30 yetişkin Wistar rat alındı. 15 dakikalık bir başlangıç kaydının ardından, UDG'yi yüksekfrekanslı uyarı (YFU) protokolü uygulamasıyla indüklemeden önce düşük frekanslı uyarı (DFU) uygulandı. Hamilton pompasıkullanılarak, YFU uygulamasından başlayarak 1 saat süreyle salin, pikrotoksin (50 µmol) veya bikukulin (20 µmol) infüzyonlarıyapıldı. Eksitatör postsinaptik potansiyel (EPSP) eğimlerinin ve popülasyon spike (PS) genliklerinin 5 dakikalık ortalamaları, YFU'dan60 dakika sonra metaplastik UDG’nin bir ölçüsü olarak kullanıldı.BULGULAR: İnfüzyon gruplarının giriş-çıkış eğrileri, uyaran yoğunluğu ile infüze edilen ilaç arasında gözlenen anlamlı olmayanetkileşimle gösterildiği gibi birbirinden farklı bulunmadı. 1-Hz uyarımın, GABA-A reseptörleri fonksiyonel olduğunda DGsinapslarında sonraki UDG indüksiyonunu önlediği bulundu. Bununla birlikte, salin infüze edilen gruba göre artmış bir UDGbikukulin (p&lt;0,05) veya picrotoksin (p&lt;0,05) varlığında gözlendi.SONUÇ: Bu çalışma, GABA'erjik iletinin UDG'nin metaplastik kontrolünde bir rolü olduğuna dair kanıtlar sunmakta ve bu daGABA'erjik hipokampal nöronların nörodejenerasyonunun, hipokampus aracılı öğrenmede eksikliklere neden olabileceğinigöstermektedir.Erciyes Üniversitesi bilimsel araştırma projeleri birimi tarafından TTU-2018-8240 nolu proje kapsamında desteklenmiştir.Anahtar Kelimeler: metaplastisite, dentat girus, GABA, hipokampüsObjective: γ-aminobutyric acid (GABA) is the major inhibitory neurotransmitter that conveys its inhibitory effect throughGABA-A receptors. Metaplasticity refers to activity-dependentchanges in neural functions that modulate subsequent synapticplasticity such as long-term potentiation (LTP). Muchresearch on metaplasticity has been focused on glutamatergicexcitatory synaptic system in the hippocampus, whereas theinhibitory GABAergic synaptic system has received less attention. Herein, we investigated low-frequency stimulation (LFS)- primed LTP at dentate gyrus synapses in the presence orabsence of GABAA receptor antagonists.Methods: The study was carried out with the decision ofErciyes University Animal Experiments Local EthicsCommittee dated 14.02.2018 and numbered 18/022. A total of30 adult Wistar rats were enrolled in the study. After a 15-minute baseline recording, a LFS was applied to prime theLTP by application of high- frequency stimulation (HFS) protocol. Infusions of saline, picrotoxin (50 μmol) or bicuculline(20 μmol) were made for 1 hour starting from the applicationof HFS, using Hamilton pump. The 5-min averages of theexcitatory postsynaptic potential (EPSP) slopes and populationspike (PS) amplitudes 60 min after HFS were used as a measure of the metaplastic LTP reversal.Results: The input-output curves of the infusion groups werecomparable to each other, as shown by the non significantinteraction observed between stimulus intensity and infuseddrug. It was found that 1-Hz priming prevented subsequentLTP induction at dentate gyrus synapses when GABAA receptors are functional. However, a primed LTP accompanied withincreased PS-LTP was observed in the presence of bicuculline(p&lt;0.05) or picrotoxin (p&lt;0.05) with respect to saline infusion.Conclusion: The present study provides evidence for a role ofthe GABAergic transmission in metaplastic control of LTP, suggesting that neurodegeneration of GABAergic hippocampal neurons could result in deficits in hippocampus-mediated learning.This study was supported by Erciyes University ResearchFound (TTU-2018-8240).Keywords: metaplasticity, dentate gyrus, GABA, hippocampus</p