Zmiany ekspresji potencjałozależnych kanałów K+ w neuronach

Potencjałozależne prądy jonow e K+ m ają decydujący wpływ na aktywność neuronów. Prądy te można podzielić na szybko inaktywujące (typu IA) oraz na wolno inaktywujące (typu IK). Właściwości kanałów K+ często zm ieniają się w warunkach patologicznych. Stwierdziliśmy, że po odnerwieniu neuronów gęstość prądów typu IA rośnie natomiast gęstość prądów typu IK maleje. Również pozbawienie neuronów ATP i GTP w środowisku wewnątrzkomórkowym (tak jak ma to miejsce w hipoksji) powoduje zwiększenie i zmniejszenie gęstości odpowiednio prądów typu I A i I k - Wnioskujemy, że powyższe zmiany właściwości potencjałozależnych kanałów jonowych K+ prowadzą do zmniejszenia aktywności neuronów i ograniczenia skutków wymienionych patologii.Zadanie pt. „Digitalizacja i udostępnienie w Cyfrowym Repozytorium Uniwersytetu Łódzkiego kolekcji czasopism naukowych wydawanych przez Uniwersytet Łódzki” nr 885/P-DUN/2014 dofinansowane zostało ze środków MNiSW w ramach działalności upowszechniającej naukę

Regulacja funkcji kanałów jonowych Na+ przez receptory opioidowe

Receptory opioidowe typu ц należą do grupy receptorów opioidowych, które m odyfikują funkcję licznych efektorów błonowych (cyklaza adenylowa, kanały jonow e K+, Ca++ i Na+) i cytoplazmatycznych (aktywacja fosfolipazy A2, kinazy białkowej typu C, kinazy МАРК, hamowanie kinazy białkowej typu A). Fosforylacja potencjałozależnych kanałów jonowych Na+ przez kinazę białkową typu A i С prowadzi do zmiany kinetyki prądu jonowych N a+. Celem pracy było zbadanie mechanizmu transdukcji sygnału od receptora opioidowego typu ц do potencjałozależnych kanałów jonowych. Receptory opioidowe aktywowano przez podanie DAM GO - syntetycznego, specyficznego agonisty receptora ц. Podanie DAMGO wywoływało spadek amplitudy oraz zmianę kinetyki prądu jonowego Na+ w neuronach niepiramidowych. Efekt był hamowany po podaniu inhibitorów kinaz białkowych A i C. Z kolei podanie aktywatora kinazy A i С zmieniało kinetykę i amplitudę prądu jonowego N a+ w sposób podobny do DAMGO. W neuronach piramidowych kory przedczołowej nie wykazano wpływu aktywacji receptora opioidowego typu ц na prąd jonow y N a+. Wnioski: W neuronach niepiramidowych kory przedczołowej aktywacja receptorów opioidowych typu ц moduluje funkcje potencjałozależnych kanałów jonowych Na+ w mechanizmie zależnym od kinazy białkowej A i C.Praca była finansowana z budżetu Komitetu Badań Naukowych Projekt No: KBN-0575/P05/2005/28 oraz z budżetu Akademii Medycznej w Warszawie projekt No: 1MA/W2/2005Zadanie pt. „Digitalizacja i udostępnienie w Cyfrowym Repozytorium Uniwersytetu Łódzkiego kolekcji czasopism naukowych wydawanych przez Uniwersytet Łódzki” nr 885/P-DUN/2014 dofinansowane zostało ze środków MNiSW w ramach działalności upowszechniającej naukę

Modulacja potencjało-zależnych kanałów jonowych Cat+ przez receptory dopaminergiczne

Potencjałozależne kanały jonowe Ca++ to złożone z kilku podjednostek białka błonowe odpowiedzialne za regulację przepływu jonów Ca++. Kanały te są zamknięte w spoczynku i otwierają się pod wpływem depolaryzacji błony komórkowej. Napływ jonów Ca++ do środowiska wewnątrzkomórkowego moduluje cały szereg procesów komórkowych takich jak np.: przekazywanie informacji, aktywację kinaz i fosfataz, aktywację ekspresji genów oraz wydzielanie neurotransm iterów w zakończeniach synaptycznych [5,17,26]. Receptory dopaminergiczne działają za pośrednictwem aktywacji białek G, które aktywując szereg wewnątrzkomórkowych szlaków transdukcji sygnału, których jednym z efektorów są potencjałozależne kanały jonow e Ca++. W wyniku ich aktywacji receptorów dopaminergicznych dochodzi do zmiany amplitudy, szybkości aktywacji i inaktywacji prądów jonowych Ca++ co z kolei modyfikuje aktywność neuronów lub zmienia uwalnianie przez nie neurotransmiterów [5,12,15,19,25,27,28,31,28].Zadanie pt. „Digitalizacja i udostępnienie w Cyfrowym Repozytorium Uniwersytetu Łódzkiego kolekcji czasopism naukowych wydawanych przez Uniwersytet Łódzki” nr 885/P-DUN/2014 dofinansowane zostało ze środków MNiSW w ramach działalności upowszechniającej naukę

Properties of BK-type Ca++-dependent K+ channel currents in medial prefrontal cortex pyramidal neurons in rats of different ages

The medial prefrontal cortex (PFC) is involved in cognitive functions, which undergo profound changes during adolescence. This alteration of the PFC function derives from neuron activity, which, in turn, may depend on age-dependent properties and the expression of neuronal ion channels. BK-type channels are involved in controlling both the Ca++ ion concentration in the cell interior and cell excitability. The purpose of this study was to test the properties of BK currents in the medial PFC pyramidal neurons of young (18–22-day-old), adolescent (38–42-day-old) and adult (58–62-day-old) rats. Whole-cell currents evoked by depolarizing voltage steps were recorded from dispersed medial PFC pyramidal neurons. A selective BK channel blocker – paxilline (10 µM) – irreversibly decreased the non-inactivating K+ current in neurons that were isolated from the young and adult rats. This current was not significantly affected by paxilline in the neurons obtained from adolescent rats. The properties of single-channel K+ currents were recorded from the soma of dispersed medial PFC pyramidal neurons in the cell-attached configuration. Of the K+ channel currents that were recorded, ~90% were BK and leak channel currents. The BK-type channel currents were dependent on the Ca++ concentration and the voltage and were inhibited by paxilline. The biophysical properties of the BK channel currents did not differ among the pyramidal neurons isolated from young, adolescent and adult rats. Among all of the recorded K+ channel currents, 38.9%, 12.7% and 21.1% were BK-type channel currents in the neurons isolated from the young, adolescent and adult rats, respectively. Furthermore, application of paxilline effectively prolonged the half-width of the action potential in pyramidal neurons in slices isolated from young and adult rats but not in neurons isolated from adolescent rats. We conclude that the availability of BK channel currents decreases in medial PFC pyramidal neurons of adolescent ra

Ionic Mechanism Underlying Rebound Depolarization in Medial Prefrontal Cortex Pyramidal Neurons

Rebound depolarization (RD) occurs after membrane hyperpolarization and converts an arriving inhibitory signal into cell excitation. The purpose of our study was to clarify the ionic mechanism of RD in synaptically isolated layer V medial prefrontal cortex (mPFC) pyramidal neurons in slices obtained from 58- to 62-day-old male rats. The RD was evoked after a step hyperpolarization below −80 mV, longer than 150 ms in 192 of 211 (91%) tested neurons. The amplitude of RD was 30.6 ± 1.2 mV above the resting membrane potential (−67.9 ± 0.95 mV), and it lasted a few 100 ms (n = 192). RD could be observed only after preventing BK channel activation, which was attained either by using paxilline, by removal of Ca++ from the extra- or intracellular solution, by blockade of Ca++ channels or during protein kinase C (PKC) activation. RD was resistant to tetrodotoxin (TTX) and was abolished after the removal of Na+ from the extracellular solution or application of an anti-Nav1.9 antibody to the cell interior. We conclude that two membrane currents are concomitantly activated after the step hyperpolarization in the tested neurons: a. a low-threshold, TTX-resistant, Na+ current that evokes RD; and b. an outward K+ current through BK channels that opposes Na+-dependent depolarization. The obtained results also suggest that a. low-level Ca++ in the external medium attained upon intense neuronal activity may facilitate the formation of RD and seizures; and b. RD can be evoked during the activation of PKC, which is an effector of a number of transduction pathways

Noradrenaline Modulates the Membrane Potential and Holding Current of Medial Prefrontal Cortex Pyramidal Neurons via β1-Adrenergic Receptors and HCN Channels

The medial prefrontal cortex (mPFC) receives dense noradrenergic projections from the locus coeruleus. Adrenergic innervation of mPFC pyramidal neurons plays an essential role in both physiology (control of memory formation, attention, working memory, and cognitive behavior) and pathophysiology (attention deficit hyperactivity disorder, posttraumatic stress disorder, cognitive deterioration after traumatic brain injury, behavioral changes related to addiction, Alzheimer’s disease and depression). The aim of this study was to elucidate the mechanism responsible for adrenergic receptor-mediated control of the resting membrane potential in layer V mPFC pyramidal neurons. The membrane potential or holding current of synaptically isolated layer V mPFC pyramidal neurons was recorded in perforated-patch and classical whole-cell configurations in slices from young rats. Application of noradrenaline (NA), a neurotransmitter with affinity for all types of adrenergic receptors, evoked depolarization or inward current in the tested neurons irrespective of whether the recordings were performed in the perforated-patch or classical whole-cell configuration. The effect of noradrenaline depended on β1- and not α1- or α2-adrenergic receptor stimulation. Activation of β1-adrenergic receptors led to an increase in inward Na+ current through hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated (HCN) channels, which carry a mixed Na+/K+ current. The protein kinase A- and C-, glycogen synthase kinase-3β- and tyrosine kinase-linked signaling pathways were not involved in the signal transduction between β1-adrenergic receptors and HCN channels. The transduction system operated in a membrane-delimited fashion and involved the βγ subunit of G-protein. Thus, noradrenaline controls the resting membrane potential and holding current in mPFC pyramidal neurons through β1-adrenergic receptors, which in turn activate HCN channels via a signaling pathway involving the βγ subunit

Renal denervation decreases blood pressure and renal tyrosine hydroxylase but does not augment the effect of hypotensive drugs

The effect of renal denervation on the efficacy of antihypertensive drugs has not yet been elucidated. Twenty-week-old spontaneously hypertensive rats were treated with metoprolol, losartan, indapamide, or saline (controls) and assigned to renal denervation or a sham procedure. Acute hemodynamic measurements were performed ten days later. Series showing a significant interaction between renal denervation and the drugs were repeated with chronic telemetry measurements. In the saline series, denervated rats showed a significantly lower mean arterial blood pressure (blood pressure) than the sham-operated rats. In contrast, in the metoprolol series denervated rats showed a significantly higher blood pressure than sham rats. There were no differences in blood pressure between denervated and sham rats in the losartan and indapamide series. In chronic studies, a 4-week treatment with metoprolol caused a decrease in blood pressure. Renal denervation and sham denervation performed 10 days after the onset of metoprolol treatment did not affect blood pressure. Denervated rats showed markedly reduced renal nerve tyrosine hydroxylase levels. In conclusion, renal denervation decreases blood pressure in hypertensive rats. The hypotensive action of metoprolol, indapamide, and losartan is not augmented by renal denervation, suggesting the absence of synergy between renal denervation and the drugs investigated in this study