Caracterización y función de las corrientes activadas por hiperpolarización en neuronas piramidales de la lámina V de la corteza prefrontal

Institución otorgante:

Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Fecha:

2006

Tipo de documento: 

info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
 

Formato:

application/pdf

Idioma:

spa

Descripción:

En este trabajo se estudiaron las propiedades y las funciones de las corrientesactivadas por hiperpolarización en neuronas piramidales de la lámina V de la cortezaprefrontal utilizando la técnica de "patch-clamp" en configuración célula entera enrebanadas agudas de cerebro. La corriente catiónica activada por la hiperpolarización (Ih) ha sido involucradaen varios roles a nivel celular como el control de la actividad rítmica en célulasmarcapaso cardíacas y neuronas del sistema nervioso central, el mantenimiento del potencial de reposo cerca del umbral de disparo, participación de las propiedades de disparo de potenciales de acción en neuronas sin actividad rítmica, la regulación de la integración sináptica en neuronas piramidales e intervención en algunos tipos de plasticidad sináptica. Las neuronas piramidalesde la lámina V de la corteza cerebral reciben gran cantidad de sinapsis y sonla principal vía de salida de la información hacia regiones subcorticales,por lo que están en una posición privilegiada para ejercer el controlde la información procesada en la corteza cerebral. La corteza prefrontales una región asociada a funciones cognitivas complejas y al control de comportamientos voluntarios motivados. Se cree que está involucrada en enfermedadesneuropsiquiátricas como la esquizofrenia, el déficit de atención con desordenhiperactivo (ADHD), el mal de Parkinson y la adicción a drogas. Se encontró que estas neuronas expresan dos corrientes activadas por hiperpolarización,una lenta (Ih) y una rápida (Ikir, inward rectifier K+ current). Para aislarcada una de estas componentes se utilizó BaCl2, un bloqueante de Ikir, y ZD7288, un bloqueantede Ih. El BaCl2 inhibió Ikir en forma dosis dependiente sin efectosobre Ih hasta 200 uM, con un EC50 de 113,3 +- 2,3 uM. El ZD7288 bloqueó Ihen forma dosis dependiente con un EC50 de 1,65 uM +- 0,6. El estudio de las propiedadesbiofísicas de Ih mostró que cerca del V50 su amplitud fue de 219 +- 16pA y su activacióntuvo dos constantes de tiempo, 169 +- 28 ms y 1306 +- 89 ms. El potencialde reversión y el V50 de Ih fueron -83,6 +- 2,4 mV y -17,6 +- 2,4 mV, respectivamente. Se encontró que Ih en estas neuronas tiene baja sensibilidad a los nucleótidoscíclicos ya que la aplicación de 8Br-cAMP intracelular corrió el V50 de -83,6 +- 2,3 mV a -77,3 +- 3 mV (p = 0,0024). Sin embargo ni dopamina ni serotonina tuvieron efecto sobre Ih en nuestras condiciones. En su conjuntolas características de Ih en neuronas piramidales de la lámina V de corteza prefrontal son similares a las encontradas en hipocampo y corteza somatosensorial deroedores. Estas regiones tienen una alta expresión de la subunidad HCN1 cuyascaracterísticas son similares a las descriptas. En la segunda parte de este trabajo, para entender el rol de Ih en estas neuronas, se estudió el efecto del ZD7288 sobre la excitabilidad y la propagación de potenciales de acción por las dendritas. La aplicación de ZD7288 20 uM produceuna hiperpolarización de 6,9 mV indicando la contribución de Ih al mantenimientodel potencial de reposo. El bloqueo Ih redujo la amplitud de la hiperpolarización post-potencial (AHP) producida luego del disparo en ráfagas en forma dependientedel potencial de reposo. El ZD7288 reduce el AHP a -70mV y -80mV mientras que no tieneefecto a -60mV. Inversamente el AHP a -60mV es inhibido por bloqueantes de la entrada de Ca2+ mientras que a -80 el Ca2+ no contribuye al AHP, indicando que está mediado por Ih. Se estudió si la alta densidad de canales HCN reportada en las dendritas de estas neuronas afecta la propagación de potenciales por la dendrita apical usando un colorante sensible a Ca2+. Se evocaron potenciales de acción somáticos y al mismo tiempo se midió el transitorio de Ca2+ provocado por la apertura de canales de Ca2+ voltaje dependiente en el soma y la región proximal de la dendrita apical. La propagación de potenciales de acción hacia las dendritas provocó un mayor aumento de la entrada de Ca2+ intracelular cuando Ih fue bloqueada con ZD7288 o CsCl en aproximadamente un 20%. Este efecto no fue detectado en el soma. Estos resultados sugieren que Ih participa activamente en el control de la excitabiliad de las neuronas piramidales regulando el patrón de disparo y la propagación retrógrada de potenciales de acción.

Identificador:

https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n4066_Pomata