17. ULUSAL SİNİRBİLİM KONGRESİ, Trabzon, Turkey, 4 - 07 April 2019, pp.23-24
Objective: γ-aminobutyric acid (GABA) is the major inhibitory neurotransmitter that conveys its inhibitory effect through
GABA-A receptors. Metaplasticity refers to activity-dependent
changes in neural functions that modulate subsequent synaptic
plasticity such as long-term potentiation (LTP). Much
research on metaplasticity has been focused on glutamatergic
excitatory synaptic system in the hippocampus, whereas the
inhibitory GABAergic synaptic system has received less attention. Herein, we investigated low-frequency stimulation (LFS)
- primed LTP at dentate gyrus synapses in the presence or
absence of GABAA receptor antagonists.
Methods: The study was carried out with the decision of
Erciyes University Animal Experiments Local Ethics
Committee dated 14.02.2018 and numbered 18/022. A total of
30 adult Wistar rats were enrolled in the study. After a 15-
minute baseline recording, a LFS was applied to prime the
LTP 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 application
of HFS, using Hamilton pump. The 5-min averages of the
excitatory postsynaptic potential (EPSP) slopes and population
spike (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 were
comparable to each other, as shown by the non significant
interaction observed between stimulus intensity and infused
drug. It was found that 1-Hz priming prevented subsequent
LTP induction at dentate gyrus synapses when GABAA receptors are functional. However, a primed LTP accompanied with
increased PS-LTP was observed in the presence of bicuculline
(p<0.05) or picrotoxin (p<0.05) with respect to saline infusion.
Conclusion: The present study provides evidence for a role of
the 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 Research
Found (TTU-2018-8240).
Keywords: metaplasticity, dentate gyrus, GABA, hippocampus
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 bağımlı
değişikliklerini ifade eder. Metaplastisite üzerine birçok araştırma, hipokampustaki glutamaterjik uyarıcı sinaptik sisteme
odaklanırken, inhibe edici GABA'erjik sinaptik sistem daha az dikkat çekmiştir. Bu çalışmada, GABA-A reseptör antagonistlerinin
varlığında, 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 ile
gerçekleştirilmiştir. Çalışmaya toplam 30 yetişkin Wistar rat alındı. 15 dakikalık bir başlangıç kaydının ardından, UDG'yi yüksek
frekanslı uyarı (YFU) protokolü uygulamasıyla indüklemeden önce düşük frekanslı uyarı (DFU) uygulandı. Hamilton pompası
kullanılarak, YFU uygulamasından başlayarak 1 saat süreyle salin, pikrotoksin (50 µmol) veya bikukulin (20 µmol) infüzyonları
yapıldı. Eksitatör postsinaptik potansiyel (EPSP) eğimlerinin ve popülasyon spike (PS) genliklerinin 5 dakikalık ortalamaları, YFU'dan
60 dakika sonra metaplastik UDG’nin bir ölçüsü olarak kullanıldı.
BULGULAR: İnfüzyon gruplarının giriş-çıkış eğrileri, uyaran yoğunluğu ile infüze edilen ilaç arasında gözlenen anlamlı olmayan
etkileşimle gösterildiği gibi birbirinden farklı bulunmadı. 1-Hz uyarımın, GABA-A reseptörleri fonksiyonel olduğunda DG
sinapslarında sonraki UDG indüksiyonunu önlediği bulundu. Bununla birlikte, salin infüze edilen gruba göre artmış bir UDG
bikukulin (p<0,05) veya picrotoksin (p<0,05) varlığında gözlendi.
SONUÇ: Bu çalışma, GABA'erjik iletinin UDG'nin metaplastik kontrolünde bir rolü olduğuna dair kanıtlar sunmakta ve bu da
GABA'erjik hipokampal nöronların nörodejenerasyonunun, hipokampus aracılı öğrenmede eksikliklere neden olabileceğini
göstermektedir.
Erciyes Üniversitesi bilimsel araştırma projeleri birimi tarafından TTU-2018-8240 nolu proje kapsamında desteklenmiştir.
Anahtar Kelimeler: metaplastisite, dentat girus, GABA, hipokampüs