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<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 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<0.05) or picrotoxin (p<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