Uzun süreli güçlenmenin tersine çevrilmesinde dentat girusun GABAerjik kontrolünün araştırılması

Abstract

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