Role of dynorphin A in modulating the activity of the rats nucleus incertus - ex vivo studies

Jądro niepewne (nucleus incertus, NI) zlokalizowane jest w pniu mózgu,w grzbietowej części nakrywki, na dnie komory czwartej. Jądro niepewne jest głównym źródłem wysoce konserwatywnego neuropeptydu, relaksyny 3 (RLN3), zaangażowanej między innymi w odpowiedź na stres, poszukiwanie alkoholu oraz regulację pobierania pokarmu. NI posiada wzajemne połączenia neuronalne z bocznym podwzgórzem, gdzie znajdują się neurony wytwarzające neuropeptydy oreksyny oraz dynorfinę A (dynA). DynA jest jednym z głównych endogennych peptydów opioidowyh, działających hamująco na aktywność neuronów zaangażowanych w kontrolę wzbudzenia mózgowia, nastroju, motywacji, a także związanych z utrzymaniem homeostazy organizmu. W niniejszej pracy zbadano związek pomiędzy wybranymi peptydowymi układami podwzgórzowymi, a szczurzym NI, poprzez określenie wpływu działania dynA na elektrofizjologię neuronów tego jądra, przy użyciu techniki whole-cell patch-clamp w rejestracjach ex vivo. Zaobserwowano niemal wyłącznie wpływ hamujący dynA na neurony NI. Jedynie efekt hamujący dynA utrzymał się w obecności tetrodotoksyny oraz antagonistów receptorów GABA i glutaminianowych, co wskazuje na bezpośrednie hamujące działanie dynA na komórki NI. Wyniki przedstawionych badań dostarczają dowodów na bezpośrednie działanie dynA na neurony NI i otwierają drogę do dalszych badań nad rolą przekaźnictwa opioidowego na tę strukturę mózgu. Badania te mogą przynieść lepsze zrozumienie wywołanego stresem nawrotu do nadużywania substancji uzależniających, czy nadmiernego spożywania pokarmu, procesów pozostających pod ścisłym wpływem RLN3.The nucleus incertus (NI) of the brainstem is situated in the dorsal tegmentum at the floor of the 4th ventricle. The NI is the primary source of the highly-conserved neuropeptide, relaxin-3 (RLN3), involved in stress response and food intake control. The NI has a reciprocal connection with the lateral hypothalamus where neurons co-expressing the excitatory neuropeptides, orexin and dynorphin A (dynA) are situated. DynA is one of the main endogenous opioid peptides that exert inhibitory influence on neuronal activity of brain structures involved in arousal and associated with homeostasis. Therefore, I assessed the relationship between these hypothalamic peptidergic systems and rat NI, by investigating the neurophysiological effects of dynA within NI using whole-cell patch-clamp in vitro recordings. I observed both hyperpolarizing, and depolarizing effect of dynA on NI neurons. Importantly, the inhibitory effect of dynA persisted in the presence of GABA and glutamate-receptors antagonist and tetrodotoxin, what indicates direct, post-synaptic effect of DynA in the NI. This findings identify direct dynA influence on NI neurons which provides a particular impulse to research the role of opioid signaling in this structure. Particularly, dynA sensitivity of NI neurons may be involved in governing stress induced overeating, process under a strong influence of relaxin3 peptide