Η επίδραση του νεογνικού χειρισμού ως μοντέλου πρώιμης εμπειρίας στους γλουταμινεργικούς υποδοχείς AMPA στον εγκέφαλο του επίμυος
Loading...
Date
2012-06-27
Authors
Κατσούλη, Σοφία
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Ο νεογνικός χειρισμός, ένα πειραματικό μοντέλο πρώιμων εμπειριών, είναι γνωστό οτι επηρεάζει τη λειτουργία του άξονα υποθαλάμου-υπόφυσης-επινεφριδίων, βελτιώνοντας έτσι την προσαρμοστικότητα, την αντιμετώπιση του στρες, τις διανοητικές ικανότητες και γενικά τις διεργασίες του εγκεφάλου που σχετίζονται με την πλαστικότητα. Προηγούμενη μελέτη έχει δείξει οτι ο νεογνικός χειρισμός παρουσιάζει εκλεκτικές επιδράσεις στους υποδοχείς του N-μεθυλο-D-ασπαρτικού οξέος (NMDA) του διεγερτικού νευροδιαβιβαστή γλουταμινικό στον εγκέφαλο των επίμυων.
Οι υποδοχείς του γλουταμινικού που διαμεσολαβούν την ταχεία συναπτική νευροδιαβίβαση στις διεγερτικές συνάψεις του κεντρικού νευρικού συστήματος είναι οι υποδοχείς του α-αμινο-3-υδροξυ-5-μεθυλο-ισοξαζολο-προπιονικού οξέος (AMPA) και είναι κρίσιμοι κατά τη νευρωνική ανάπτυξη, τη συναπτική πλαστικότητα και τη δομική αναδιαμόρφωση του εγκεφάλου. Συντίθενται από τέσσερις υπομονάδες, τις GluRA, GluRB, GluRC και GluRD, οι οποίες συνδυάζονται για να σχηματίσουν τετραμερή. Οι περισσότεροι υποδοχείς AMPA είναι ετεροτετραμερή, αποτελούμενα από τουλάχιστον δύο από τις αναφερθείσες υπομονάδες. Οι υποδοχείς AMPA που είναι διαβατοί στο ασβέστιο δεν περιέχουν την υπομονάδα GluRB, ενώ τόσο η υπομονάδα GluRA, όσο και η GluRB, παίζουν σημαντικό ρόλο στη συναπτική διακίνηση των υποδοχέων AMPA.
Ο σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν να ερευνηθεί κατά πόσο ο νεογνικός χειρισμός μπορεί να επιδρά στους υποδοχείς AMPA, εφόσον έχει δειχθεί οτι η σύνθεση των υπομονάδων και κατά συνέπεια και οι ιδιότητες των υποδοχέων AMPA στη σύναψη μεταβάλλονται από την αισθητική εμπειρία και κατά πόσο αυτή η επίδραση είναι εξαρτώμενη από το φύλο. Σύμφωνα με το παρόν πρωτόκολλο νεογνικού χειρισμού, κάθε νεογνό απομακρυνόταν από τη φωλιά για 15 λεπτά καθημερινά από την πρώτη μεταγεννητική ημέρα μέχρι τον απογαλακτισμό του τρεις εβδομάδες μετά. Η τεχνική του in situ υβριδισμού χρησιμοποιήθηκε για την εντόπιση και ποσοτικοποίηση της έκφρασης του mRNA της κάθε υπομονάδας. Η έκφραση των υπομονάδων του υποδοχέα AMPA μελετήθηκε σε συγκεκριμένες εγκεφαλικές περιοχές που εμπλέκονται στο συναίσθημα, στη μάθηση, στη μνήμη και στην αισθητική αντίληψη, όπως ο ιππόκαμπος, η αμυγδαλή και ο εγκεφαλικός φλοιός ενήλικων αρσενικών και θηλυκών επίμυων.
Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν οτι ο νεογνικός χειρισμός προκάλεσε διαφορετικές και σε κάποιες περιπτώσεις φυλετικά διμορφικές μεταβολές στην έκφραση των υπομονάδων του υποδοχέα AMPA, με τρόπο ειδικό ανά υπομονάδα και περιοχή. Πιο συγκεκριμένα, τα ζώα που είχαν υποστεί νεογνικό χειρισμό, αρσενικά και θηλυκά, είχαν μειωμένα επίπεδα mRNA της GluRB και της GluRC στο ραχιαίο ιππόκαμπο και στο σωματαισθητικό φλοιό, συγκριτικά με τα ζώα χωρίς χειρισμό. Επιπλέον, τα επίπεδα mRNA της GluRC ήταν μειωμένα στην αμυγδαλή και στον προμετωπιαίο φλοιό και τα επίπεδα mRNA της GluRD ήταν μειωμένα στον κοιλιακό ιππόκαμπο αρσενικών και θηλυκών ζώων που είχαν υποστεί χειρισμό. Επιπροσθέτως, ο νεογνικός χειρισμός είχε φυλετικά διμορφικές επιδράσεις, αυξάνοντας τα επίπεδα mRNA της GluRA στο ραχιαίο ιππόκαμπο των αρσενικών ζώων και μειώνοντάς τα στα θηλυκά, καθώς και μειώνοντας τα επίπεδα mRNA της GluRΒ στον κοιλιακό ιππόκαμπο και στην αμυγδαλή μόνο των θηλυκών επίμυων.
Οι μεταβολές στο mRNA των υποδοχέων AMPA θεωρούμε οτι συντελούνται μέσω επιγενετικής ρύθμισης λόγω του νεογνικού χειρισμού. Τα αποτελέσματα μας στο ραχιαίο ιππόκαμπο υποδεικνύουν ότι ο νεογνικός χειρισμός είναι πιθανό να προκαλεί επαγόμενη από την εμπειρία συναπτική ενδυνάμωση και αποδυνάμωση αρσενικών και θηλυκών ζώων αντίστοιχα, δεδομένων των αντίθετων μεταβολών που παρατηρούνται στα επίπεδα του mRNA της υπομονάδας GluRA στα δύο φύλα. Επιπλέον, η παρατηρούμενη μείωση της έκφρασης του mRNA της GluRB πιθανόν να οδηγεί σε μειωμένο αριθμό αδιάβατων στο ασβέστιο υποδοχέων AMPA που περιέχουν την υπομονάδα GluRB, οπότε ο νεογνικός χειρισμός μπορεί να προκαλεί μεταβολή στο φαινότυπο του υποδοχέα AMPA από αδιάβατο σε διαβατό στο ασβέστιο και τελικά αύξηση της πλαστικότητας της σύναψης στις περιοχές όπου παρατηρούνται οι μεταβολές.
Συμπερασματικά, στην παρούσα μελέτη δείξαμε οτι οι υπομονάδες του υποδοχέα AMPA μεταβάλλονται από το νεογνικό χειρισμό, ένα μοντέλο πρώιμης εμπειρίας, στον εγκέφαλο ενήλικων επίμυων, με τρόπο ειδικό ανά υπομονάδα και ανά περιοχή και σε κάποιες περιπτώσεις φυλετικά διμορφικό. Αυτό σημαίνει οτι η γλουταμινεργική νευροδιαβίβαση μεταβάλλεται από μια πρώιμη εμπειρία. Αυτή η επίδραση του νεογνικού χειρισμού μπορεί να είναι ένας από τους παράγοντες που υπόκεινται της αυξημένης πλαστικότητας του εγκεφάλου των ζώων που έχουν υποστεί νεογνικό χειρισμό, η οποία εκδηλώνεται τόσο σε κυτταρικό επίπεδο όσο και στο συμπεριφορικό επίπεδο.
Description
Keywords
Υποδοχείς AMPA, Νεογνικός χειρισμός, Πλαστικότητα, Εγκέφαλος, Πρώιμη εμπειρία