809 resultados para Récepteurs NMDA
Resumo:
Das Low Density Lipoprotein Receptor-related Protein 1 (LRP1) scheint neben seiner ursprünglichen Rolle als Lipoproteinrezeptor auch eine fundamentale Rolle bei der Einleitung von Signaltransduktionskaskaden im sich entwickelnden Gehirn zu spielen. Einer seiner Hauptliganden ist die Serinprotease Tissue-type Plasminogen Aktivator (tPA), welche NMDA-Rezeptor-abhängig MAP Kinasenaktivierung induzieren kann. In dieser Studie sollte daher untersucht werden, ob LRP1 und der NMDA Rezeptor in der tPA-vermittelten Signaltransduktion miteinander kooperieren. Es konnte gezeigt werden, dass sowohl LRP1 als auch der NMDA Rezeptor an der tPA-induzierten Erk1/2 Phosphorylierung beteiligt sind, da dieser Effekt mit den spezifischen Inhibitoren RAP, MK-801 und DL-AP5 blockiert werden konnte. Eine weitere Bestätigung der LRP1-Spezifität zeigte sich durch shRNA knock-down Experimente. Calcium Imaging Experimente ergaben, dass die Applikation von tPA sowohl in primären, hippokampalen Neuronen als auch in der neuronalen Zelllinie HT22 zu einem robusten Einstrom von Calcium in die Zelle führte, welcher mit dem NMDA Rezeptor Inhibitor MK-801 und dem LRP1 Inhibitor RAP blockiert werden konnte. RNAi Experimente und Überexpressionsstudien bestätigten die Beteiligung von PSD-95 als intrazelluläres Adapterprotein, welches die beiden Rezeptoren miteinander verbindet. Als Bindungsstelle für PSD-95 konnte mit Hilfe von LRP1 knock-in Mausneuronen die distale NPxY(2) Domäne am LRP1 C-Terminus identifiziert werden. Diese Ergebnisse führten zu der Hypothese eines multimeren tPA-LRP1-NMDA Rezeptor Komplexes, der über die primäre Bindung von tPA an LRP1 aktiviert wird und anschließend das Signal an den NMDA Rezeptor weiterleitet. Somit weisen die Ergebnisse dieser Arbeit auf einen neuen, tPA-vermittelten Mechanismus zur Öffnung von Glutamatrezeptoren hin, der eine funktionelle Kooperation von dem Lipoproteinrezeptor LRP1 mit dem NMDA Rezeptor voraussetzt.
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Glutamat ist der wichtigste exzitatorische Neurotransmitter im Gehirn. Folglich spielen Glutamat-kontrollierte Rezeptorsysteme eine entscheidende Rolle in neurologischen Vorgängen, wie beispielsweise in Lern- und Gedächtnisprozessen. Gerade der NMDA-Rezeptor ist in eine Vielzahl solcher Vorgänge involviert und wird vor allem mit neurodegenerativen Erkrankungen wie Chorea Huntington, Morbus Alzheimer, Morbus Parkinson und zerebraler Ischämie in Verbindung gebracht. Folglich stellt die Visualisierung des NMDA-Rezeptorstatus eine Möglichkeit dar, den Verlauf solcher Prozesse zu untersuchen.rnDie Positronen-Emissions-Tomographie (PET) ist eine leistungsstarke Anwendung in der molekularen Bildgebung und erlaubt die in vivo-Visualisierung sowie Quantifizierung biochemischer Prozesse. Durch die Verwendung geeigneter Tracer können bestimmte pathologische und neurologische Abläufe beurteilt werden. rnZurzeit sind keine geeigneten PET-Tracer zur Untersuchung des NMDA-Rezeptors verfügbar. Bisher dargestellte PET-Liganden zeichneten sich durch nicht zufriedenstellende Affinitäten und Selektivitäten aus und führten meist auf Grund der hohen Lipophilie zu einem hohen Maß an unspezifischer Bindung. rnDie Strychnin-insensitive Glycinbindungsstelle des NMDA-Rezeptors stellt ein vielversprechendes Target dar, spezifische Liganden für diese Bindungsstelle zu synthetisieren. Hier zeichnen sich einige Verbindungsklassen durch exzellente Affinitäten und Selektivitäten sowie durch vielversprechende in vivo-Eigenschaften aus. rnAuf Grundlage dieser biologischen Daten wurden zwei Substanzen der 2-Indolcarbonsäure, nämlich die 4,6-Dichlor-3-(2-oxo-3-phenylimidazolidin-1-ylmethyl)-1H-indol-2-carbonsäure (MDJ-114) und die (E)-4,6-Dichlor-3-(2-phenylcarbamoylvinyl)-1H-indol-2-carbonsäure (GV150526), als Leitstruktur gewählt. Ferner wurde das 7-Chlor-4-hydroxy-3-(3-phenoxyphenyl)-1H-chinolin-2-on (L-701,324) aus der Substanzklasse der 4-Hydroxy-1H-chinolin-2-one als dritte Leitstruktur gewählt.rnFür diese Substanzen wurden 19F-markierte Analogverbindungen synthetisiert, um als inaktive Referenzverbindungen auf ihre Eignung überprüft zu werden. Hierzu wurde eine Fluorethoxygruppierung im terminalen Phenylring der entsprechenden Leitstruktur eingeführt. Durch Variation der Fluorethoxysubstitution in ortho-, meta- und para-Stellung, konnten die besten Affinitäten in einem kompetitiven Rezeptorbindungsassay durch Verdrängung von [3H]MDL-105,519 bestimmt werden. Als Maß für die Lipophilie wurden die entsprechenden log D-Werte über die HPLC-Methode bestimmt. Basierend auf den Ergebnissen der Evaluierung wurden zwei Derivate identifiziert, welche zur 18F-Markierung genutzt werden sollten (GV150526-Derivat 34: log D = 0,23 ± 0,03, IC50 = 0,20 ± 0,25 µM, Ki = 0,13 ± 0,16 µM; L701,324-Derivat 55: log D = - 0,25 ± 0,01, IC50 = 78 ± 37 µM, Ki = 51 ± 24 µM). Die 18F-Markierung erfolgte durch die Reaktion des entsprechenden Markierungsvorläufers mit dem Markierungssynthon 2-[18F]Fluorethyltosylat, welches durch die Umsetzung von Ethylenditosylat mit [18F]Fluorid hergestellt wurde. Die Radiosynthesen der beiden 18F-markierten Verbindungen [18F]34 (4,6-Dichlor-3-{2-[4-(2-[18F]fluorethoxy)-phenylcarbamoyl]-vinyl}-1H-indol-2-carbonsäure) und [18F]55 (7-Chlor-3-{3-[4-(2-[18F]fluorethoxy)-phenoxy]-phenyl}-4-hydroxy-1H-chinolin-2-on) wurden optimiert sowie semipräparative Abtrennverfahren entwickelt. Beide Tracer wurden auf ihre in vivo-Eignung im µPET-Experiment untersucht. Die Zeitaktivitätskurven lassen erkennen, dass beide Tracer entgegen der Erwartung nicht die Blut-Hirn-Schranke überwinden können. Für das GV150526-Derivat ([18F]34) wurden zusätzlich Autoradiographiestudien durchgeführt. Die erhaltenen Aufnahmen zeigten ein heterogenes Verteilungsmuster der Aktivitätsanreicherung. Ebenso wurde ein hohes Maß an unspezifischer Bindung beobachtet. Möglicherweise sind Cross-Affinitäten zu anderen Rezeptorsystemen oder der recht hohe lipophile Rest des Moleküls hierfür verantwortlich. Ein Grund für die unzureichende Hirngängigkeit der Radioliganden kann sich in der Carboxylatfunktion des GV150526-Derivats bzw. in der 4-Hydroxy-1H-chinolin-2-on-Einheit des L-701,324-Derivats wiederspiegeln. rnAuf Grundlage dieser Resultate können Versuche unternommen werden, für die Verbindungsklasse der 2-Indolcarbonsäuren entsprechende Ester als Prodrugs mit einer verbesserten Bioverfügbarkeit darzustellen. Ebenso können neue Strukturen als Grundlage für neue PET-Tracer untersucht werden.rnrn
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Die exzitatorische Neurotransmission erfolgt über ionotrope Glutamat-Rezeptoren von denen dem NMDA-(N-Methyl-D-aspartat)-Rezeptor durch seine hohe Leitfähigkeit für Ca2+-Ionen eine besondere Rolle zugesprochen wird. Bei seiner Überaktivierung kommt es zu exzitotoxischen Prozessen, die direkt mit neurodegenerativen Erkrankungen einhergehen und nach einem Schlaganfall, bei akuten Epilepsien, Morbus Parkinson, Alzheimer Demenz aber auch im Bereich der neuropathischen Schmerzentstehung eine wichtige Rolle spielen.rnDurch das Eingreifen in die glutamatvermittelten pathologischen Prozesse verspricht man sich daher die Möglichkeit einer Neuroprotektion bei der Therapie verschiedener neurodegenerativer Erkrankungen, die primär auf völlig unterschiedliche Ursachen zurückzuführen sind.rnAusgehend von in früheren Arbeiten synthetisierten Hydantoin-substituierten Dichlor-indol-2-carbonsäure-Derivaten, die hochaffine Eigenschaften zur Glycin-Bindungsstelle des NMDA-Rezeptors aufweisen, sollten neue Derivate entwickelt und untersucht werden, die hinsichtlich ihrer Affinität zur Glycin-Bindungsstelle des NMDA-Rezeptors, ihrer Pharmakokinetik sowie physikochemischen Parameter in präparativ-organischen, radiopharmazeutischen und zell- bzw. tierexperimentellen Studien in vitro sowie in vivo charakterisiert werden sollten. Von besonderem Interesse war dabei die Evaluierung der synthetisierten Verbindungen in einem Verdrängungsassay mit dem Radioliganden [3H]MDL105,519 mit dem der Einfluss der strukturellen Modifikationen auf die Affinität zur Glycin-Bindungsstelle des Rezeptors untersucht wurde, sowie die Selektivität und die Potenz der Liganden abgeschätzt wurde.rnIm Rahmen der Struktur-Wirkungs-Untersuchungen mit Hilfe der Bindungsexperimente konnten bestimmte Strukturmerkmale als essentiell herausgestellt bzw. bekräftigt werden. Die Testverbindungen zeigten dabei IC50-Werte im Bereich von 0,0028 bis 51,8 μM. Die entsprechenden Ester dagegen IC50-Werte von 23,04 bis >3000 μM. Als vielversprechende Strukturen mit Affinitäten im niedrigen nanomolaren Bereich stellten sich Derivate mit einer 4,6-Dichlor-oder Difluor-Substitution am Indolgrundgerüst (2,8 bis 4,6 nM) heraus. Auch die Substitution des Phenylhydantoin-Teils durch das bioisostere Thienylhydantoin führte zu einer gleichbleibenden ausgeprägten Affinität (3,1 nM). rnZur Abschätzung der Bioverfügbarkeit, insbesondere der Fähigkeit zur Überwindung der Blut-Hirn-Schranke, wurden die Lipophilien bei einer Auswahl der Testverbindungen durch Bestimmung ihrer log P-Werte ermittelt. Neben dem Verfahren der potentiometrischen Titration wurde eine HPLC-Methode an einer RP-Phase verwendet.rnUm das Zytotoxizitätsprofil der synthetisierten Strukturen frühzeitig abschätzen zu können, wurde ein schnell durchführbares, zellbasiertes in vitro-Testsystem, der kommerziell erhältliche „Cell Proliferation Kit II (XTT-Test)“, eingesetzt. rnIm Rahmen von Positronen-Emissions-Tomographie-Experimenten an Ratten wurde eine Aussage bezüglich der Aufnahme und Verteilung eines radioaktiv markierten, hochaffinen Liganden an der Glycinbindungsstelle des NMDA-Rezeptors im Gehirn getroffen. Dabei wurden sowohl ein Carbonsäure-Derivat sowie der korrespondierende Ethylester dieser Testung unterworfen.rn
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Oxidativer Stress in Form reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) und Exzitotoxizität durch supraphysiologische Konzentrationen des Neurotransmitters Glutamat sind nicht nur beteiligt an der Pathogenese vielzähliger neurodegenerativer Erkrankungen wie Schlaganfall, Hirntrauma, Alzheimer Demenz oder Multipler Sklerose, sondern spielen zudem eine Schlüsselrolle im dort beobachteten Zusammenbruch der Blut-Hirn-Schranke. Glutamat führt durch Stimulation neuronaler und endothelialer NMDA-Rezeptoren zu einer Generierung von ROS. Nicht verfolgt worden war bisher, welche Auswirkungen ROS umgekehrt auch auf den NMDA-Rezeptor haben könnten. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde daher untersucht, ob und in welcher Weise die Exposition gegenüber reaktiven Sauerstoffspezies einen Einfluss auf die Expression und Aktivierbarkeit von NMDA-Rezeptoren auf zerebrovaskulären Endothelzellen ausübt.rnEs konnte zunächst die Expression der funktionell obligaten NR-1 Untereinheit des NMDA-Rezeptors auf der verwendeten Zelllinie b.End3 mittels Immunfluoreszenz-Mikroskopie gesichert werden. Ein Nachweis von mRNA für die Untereinheiten NR1 und NR2B, C und D erfolgte mittels RT-PCR. In der Analyse der replizierten RNA zeigten sich Hinweise für eine heterogene Komposition der exprimierten endothelialen NMDA-Rezeptoren.rnEs konnte weiter mit Hilfe der In-Cell-Western-Technik gezeigt werden, dass die Expression des NMDA-Rezeptors durch transiente Stimulation mit reaktiven Sauerstoffspezies im Sinne einer Heraufregulation moduliert werden kann. Die Stimulation der Zellen mit den reaktiven Sauerstoffspezies O2-, ONOO- und H2O2 führte dabei im Experiment zu einer deutlichen Zunahme der NR1-Expression, die spätestens nach 72 Stunden höchst signifikant war.rnUm zu überprüfen, welche Bedeutung diese Überexpression für die Integrität der Blut-Hirn-Schranke unter den exzitotoxischen Bedingungen hoher Glutamatkonzentrationen haben könnte, wurde mit Hilfe des ECIS-Systems („Electrical Cell-Substrate Impedance Sensing“) die Impedanz ROS-präexponierter Endothelmonolayer gemessen. Auf Rezeptorstimulation mit dem spezifischen Agonisten NMDA reagierten die vorbehandelten Gruppen mit einem Abfall der Impedanz gegenüber der nicht vorbehandelten Kontrolle.rnrnDie vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass ROS in der Lage sind, funktionelle endotheliale NMDA-Rezeptoren zu induzieren und auf diesem Weg zu einem verstärkten Abfall der BHS-Integrität unter den Bedingungen exzitotoxischen und oxidativen Stresses führen. Dies stellt einen neuen Mechanismus zur Erklärung der Pathogenese des Blut-Hirn-Schrankenversagens dar.
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Ein funktionelles Zusammenspiel von LRP1, einem Mitglied der LDL-Rezeptorfamilie, mit dem NMDA-Rezeptor, einem Glutamat Rezeptor, wurde durch die Interaktion beider Proteine sowie eine tPa-vermittelte, LRP1-abhängige Signalübertragung durch den NMDA-Rezeptor belegt. Darüber hinaus zeigen Mäuse mit einem konditionellen neuronalen knock-out des Lrp1 Gens Verhaltensänderungen, die mit einer beeinträchtigten Signalübertragung durch NMDA-Rezeptoren assoziiert werden könnten. Die genaue Rolle von LRP1 in der NMDA-Rezeptor-Funktion bleibt allerdings noch unklar. In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle von LRP1 bei der Expression der NR2B-Untereinheit des NMDA-Rezeptors an der Zelloberfläche primärer kortikaler Neurone untersucht. Zu diesem Zweck wurde die knock-in Mauslinie LRP1ΔNPxY2, die sich durch eine Alanin Substitution im NPxY2 Motiv des LRP1 auszeichnet, eingesetzt. rnEs konnte gezeigt werden, dass diese knock-in Mutation in einer erhöhten Expression von LRP1 und der NMDA-Rezeptoruntereinheiten NR1 und NR2B an der Zelloberfläche primärer kortikaler Neurone resultiert. Der Effekt konnte durch eine reduzierte Endozytoserate von LRP1 und der NR1-und NR2B-Untereinheiten in primären LRP1ΔNPxY2 Neuronen erklärt werden. Darüber hinaus wurde ein verändertes Phosphorylierungsmuster der Internalisierungssignale der NR2B-Rezeptoruntereinheit Serin S1480 und Tyrosin Y1472 an der Zelloberfläche primärer LRP1ΔNPxY2 Neurone detektiert. Die verantwortlichen Kinasen Fyn und Kasein-Kinase II sind allerdings in LRP1ΔNPxY2 Neuronen im Vergleich zu den Wildtyp-Kontrollen nicht abweichend reguliert. In den Co-Immunopräzipitationsexperimenten wurde gezeigt, dass die Bindung von LRP1 mit NR2B durch die Phosphorylierung reguliert wird und dieser Regulationsmechanismus in LRP1ΔNPxY2 Neuronen beeinträchtigt ist. Dies resultiert in einer stärkeren Bindung von NR2B-Rezeptoruntereinheit an LRP1. Aufgrund reduzierter Internalisierungsraten von LRP1 in LRP1ΔNPxY2 Neuronen führt dieser Umstand zu einer Akkumulation beider Rezeptorproteine an der Zelloberfläche. Schließlich wurden die NMDA-Rezeptor-assoziierten Verhaltensänderungen wie die Hyperaktivität und die Defizite im direkten und umgekehrten räumlichen Lernvermögen in den LRP1ΔNPxY2 Tieren nachgewiesen. Zusammengefasst, demonstrieren diese Ergebnisse, dass LRP1 eine kritische Rolle in der Regulierung der NR2B-Expression an der Zelloberfläche spielt.
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The aim was to investigate the efficacy of a combination of low-dose remifentanil (REMI) and ketamine (KET) compared to the single drugs and placebo (P) on whiplash associated pain (WAD) in a double-blind, randomized, placebo-controlled, cross-over study. Twenty patients with chronic (>1 year) WAD were included. Four different drug combinations were tested in four sessions: placebo/placebo (P/P), placebo/remifentanil (P/REMI), ketamine/placebo (KET/P) and ketamine/remifentanil (KET/REMI). Target concentrations were 1 and 2ng/ml (stepwise) for remifentanil and 100ng/ml for ketamine. Habitual pain intensity was assessed on a visual analogue scale (VAS). Experimental pain was assessed with electrical stimulation (single and repeated) of tibialis anterior (TA) muscle, pressure pain algometry applied over infraspinatus (IS) and TA muscles and VAS scores after intramuscular hypertonic saline infusion in TA. KET/REMI significantly reduced habitual pain. KET/REMI infused at low REMI target concentration (1ng/ml) significantly elevated electrical intramuscular pain thresholds (single and repeated). Pain thresholds to electrical stimulation were similarly increased by both P/REMI and KET/REMI at 2ng/ml target concentration. Pressure pain thresholds were increased by both KET/REMI and P/REMI. VAS-scores after intramuscular saline were also similarly decreased by both REMI combinations. Seven out of 20 subjects were non-responders (<50% pain relief). No correlation was found between effects on spontaneous pain and experimental pain. KET/REMI showed an analgesic effect on habitual pain. Experimental pain was attenuated by both combinations containing the opioid, however, KET seemed to enhance the effect of REMI on electrical pain thresholds when a low REMI target concentration was used.
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BACKGROUND: Excitotoxic neuronal injury by action of the glutamate receptors of the N-methyl-d-aspartate (NMDA) subtype have been implicated in the pathogenesis of brain damage as a consequence of bacterial meningitis. The most potent and selective blocker of NMDA receptors containing the NR2B subunit is (R,S)-alpha-(4-hydroxyphenyl)-beta-methyl-4-(phenylmethyl)-1-piperid inepropanol (RO 25-6981). Here we evaluated the effect of RO 25-6981 on hippocampal neuronal apoptosis in an infant rat model of meningitis due to Streptococcus pneumoniae. Animals were randomized for treatment with RO 25-6981 at a dosage of either 0.375 mg (15 mg/kg; n = 28) or 3.75 mg (150 mg/kg; n = 15) every 3 h or an equal volume of sterile saline (250 microl; n = 40) starting at 12 h after infection. Eighteen hours after infection, animals were assessed clinically and seizures were observed for a period of 2 h. At 24 h after infection animals were sacrificed and brains were examined for apoptotic injury to the dentate granule cell layer of the hippocampus. RESULTS: Treatment with RO 25-6981 had no effect on clinical scores, but the incidence of seizures was reduced (P < 0.05 for all RO 25-6981 treated animals combined). The extent of apoptosis was not affected by low or high doses of RO 25-6981. Number of apoptotic cells (median [range]) was 12.76 [3.16-25.3] in animals treated with low dose RO 25-6981 (control animals 13.8 [2.60-31.8]; (P = NS) and 9.8 [1.7-27.3] (controls: 10.5 [2.4-21.75]) in animals treated with high dose RO 25-6981 (P = NS). CONCLUSIONS: Treatment with a highly selective blocker of NMDA receptors containing the NR2B subunit failed to protect hippocampal neurons from injury in this model of pneumococcal meningitis, while it had some beneficial effect on the incidence of seizures.
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Excitatory amino acids (EAA) and particularly glutamate toxicity have been implicated in the pathogenesis of neuronal injury occurring in bacterial meningitis by activating the N-methyl-d aspartate (NMDA) receptor complex. Here, we evaluated the effect of adjuvant treatment with the antitussive drug dextromethorphan (DM), a non-competitive NMDA receptor antagonist with neuroprotective potential, in an infant rat model of pneumococcal meningitis. The experiments were carried out in postnatal day 6 (P6) and 11 (P11) animals. Pharmacokinetics of DM and its major metabolite dextrorphan (DO) were performed for dose finding. In our study, DM did not alter clinical parameters (clinical score, motor activity, incidence of seizures, spontaneous mortality) and cortical neuronal injury but increased the occurrence of ataxia (P<0.0001). When DM treatment was started at the time of infection (DM i.p. 15 mg/kg at 0, 4, 8 and 16 hours (h) post infection) in P11 animals, an aggravation of apoptotic neuronal death in the hippocampal dentate gyrus was found (P<0.05). When treatment was initiated during acute pneumococcal meningitis (DM i.p. 15 mg/kg at 12 and 15 h and 7.5 mg/kg at 18 and 21 h after infection), DM had no effect on the extent of brain injury but reduced the occurrence of seizures (P<0.03). We conclude that in this infant rat model of pneumococcal meningitis interference of the EEA and NMDA pathway using DM causes ataxia, attenuates epileptic seizures and increases hippocampal apoptosis, but is not effective in protecting the brain from injury.
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Major depression is a common, recurrent mental illness that affects millions of people worldwide. Recently, a unique fast neuroprotective and antidepressant treatment effect has been observed by ketamine, which acts via the glutamatergic system. Hence, a steady accumulation of evidence supporting a role for the excitatory amino acid neurotransmitter (EAA) glutamate in the treatment of depression has been observed in the last years. Emerging evidence indicates that N-methyl-D-aspartate (NMDA), group 1 metabotropic glutamate receptor antagonists and α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid (AMPA) agonists have antidepressant properties. Indeed, treatment with NMDA receptor antagonists has shown the ability to sprout new synaptic connections and reverse stress-induced neuronal changes. Based on glutamatergic signaling, a number of therapeutic drugs might gain interest in the future. Several compounds such as ketamine, memantine, amantadine, tianeptine, pioglitazone, riluzole, lamotrigine, AZD6765, magnesium, zinc, guanosine, adenosine aniracetam, traxoprodil (CP-101,606), MK-0657, GLYX-13, NRX-1047, Ro25-6981, LY392098, LY341495, D-cycloserine, D-serine, dextromethorphan, sarcosine, scopolamine, pomaglumetad methionil, LY2140023, LY404039, MGS0039, MPEP, 1-aminocyclopropanecarboxylic acid, all of which target this system, have already been brought up, some of them recently. Drugs targeting the glutamatergic system might open up a promising new territory for the development of drugs to meet the needs of patients with major depression.
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The aim of this study was to describe the induction and expression mechanisms of a persistent bursting activity in a horizontal slice preparation of the rat limbic system that includes the ventral part of the hippocampus and the entorhinal cortex. Disinhibition of this preparation by bicuculline led to interictal-like bursts in the CA3 region that triggered synchronous activity in the entorhinal cortex. Washout of bicuculline after a 1 hr application resulted in a maintained production of hippocampal bursts that continued to spread to the entorhinal cortex. Separation of CA3 from the entorhinal cortex caused the activity in the latter to become asynchronous with CA3 activity in the presence of bicuculline and disappear after washout; however, in CA3, neither the induction of bursting nor its persistence were affected. Associated with the CA3 persistent bursting, a strengthening of recurrent collateral excitatory input to CA3 pyramidal cells and a decreased input to CA3 interneurons was found. Both the induction of the persistent bursting and the changes in synaptic strength were prevented by antagonists of metabotropic glutamate 5 (mGlu5) or NMDA receptors or protein synthesis inhibitors and did not occur in slices from mGlu5 receptor knock-out mice. The above findings suggest potential synaptic mechanisms by which the hippocampus switches to a persistent interictal bursting mode that may support a spread of interictal-like bursting to surrounding temporal lobe regions.
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Chronic administration of psychomotor stimulants has been reported to produce behavioral sensitization to its effects on motor activity. This adaptation may be related to the pathophysiology of recurrent psychiatric disorders. Since disturbances in circadian rhythms are also found in many of these disorders, the relationship between sensitization and chronobiological factors became of interest. Therefore, a computerized monitoring system investigated the following: whether repeated exposure to methylphenidate (MPD) and amphetamine (AMP) could produce sensitization to its locomotor effects in the rat; whether sensitization to MPD and AMP was dependent on the circadian time of drug administration; whether the baseline levels of locomotor activity would be effected by repeated exposure to MPD and AMP; whether the expression of a sensitized response could be affected by the photoperiod; and whether MK-801, a non-competitive NMDA antagonist, could disrupt the development of sensitization to MPD. Dawley rats were housed in test cages and motor activity was recorded continuously for 16 days. The first 2 days served as baseline for each rat, and on day 3 each rat received a saline injection. The locomotor response to 0.6, 2.5, or 10 mg/kg of MPD was tested on day 4, followed by five days of single injections of 2.5 mg/kg MPD (days 5–9). After five days without injection (days 10–14) rats were re-challenged (day 15) with the same doses they received on day 4. There were three separate dose groups ran at four different times of administration, 08:00, 14:00, 20:00, or 02:00 (i.e. 12 groups). The same protocol was conducted with AMP with the doses of 0.3, 0.6, and 1.2 mg/kg given on day 4 and 15, and 0.6 mg/kg AMP as the repeated dose on days 5 to 9. In the second set of experiments only sensitization to MPD was investigated. The expression of the sensitized response was dose-dependent and mainly observed with challenge of the lower dose groups. The development of sensitization to MPD and ANT was differentially time-dependent. For MPD, the most robust sensitization occurred during the light phase, with no sensitization during the middle of the dark phase. (Abstract shortened by UMI.) ^