The Effect of Metaplasticity and Neurogenesis Relationship on Developed Memory Disorders in Hypothyroidism


Dursun N., Babür E., Tan B., Bakkaloğlu U., Koşar B., Süer C.

ACTA PHYSIOLOGICA, 1 - 04 November 2018, vol.225, pp.38

  • Publication Type: Conference Paper / Summary Text
  • Volume: 225
  • Page Numbers: pp.38
  • Erciyes University Affiliated: Yes

Abstract

Aim: Adult neurogenesis is important to develop a high-level of synaptic plasticity and metaplasticity development (MPL), which facilitates further modification of the brain. In this study, we investigated that how long-term reduction in thyroid hormones affected metaplasticity and neurogenesis. Methods: Hypothyroidism was induced by administration of 0.05% 6-n-propyl-2-thiouracil (PTU) in drinking water of rats. Field potentials were recorded from the granule cell layer of dentate gyrus (DG) in response to perforant pathway stimulation. A low-frequency stimulation (LFS, 5Hz) was applied for 180s before the high-frequency stimulation (HFS: 100Hz) to investigate the metaplasticity of long-term potentiation. Serum levels of free T4 were measured by ELISA. Results: HFS giving after priming in hypothyroid rats induced synaptic depression (n=10; %65,4±10,0; P<0.01, one-sample T test) in absence of PS amplitude potentiation (n=10; %112,5±25,6; P >0.05). Same protocol caused a significant potentiation in the PS amplitude (n=10; %254,5±24,4; P < 0.001) in the absence of synaptic potentiation in control rats (n=10; 116,7±9,0; P > 0.05). Hypothyroidism induced in adult rats caused proliferation (30%) reduction in DG granule cells. Conclusions: This study provides evidence that decreased levels of thyroid hormones cause a metaplastic LTD instead of LTP. Deteriorated neurogenesis can mediate this impaired metaplasticity that can play a role in memory impairments in hypothyroidism. 

Giriş ve Amaç: Yetişkin nörogenezi, beyinde daha fazla değişiklik yapılmasını kolaylaştıran, yüksek düzeyli bir sinaptik plastisite–metaplastisite (MPL) geliştirmede önemlidir. Bu çalışmada, tiroid hormonlarındaki uzun süreli azalmanın MPL ve nörogenezi nasıl etkilediği araştırılmıştır. Yöntemler: Hipotiroidizm, sıçanların içme suyuna %0.5, 6-n-propil-2-tioürasil (PTU) uygulanmasıyla oluşturulmuştur. Alan potansiyelleri, perforan yolun uyarılmasına yanıt olarak dentat girusun (DG) granüler tabakasından kaydedilmiştir. Uzun dönemli güçlenmenin metaplastisitesini araştırmak için, yüksek frekanslı stimülasyon protokolü (HFS: 100Hz) öncesi 180 sn için 5 Hz'de bir düşük frekanslı stimülasyon protokolü(DFS) uygulanmıştır. Serbest T4'ün serum seviyeleri, ELISA ile ölçülmüştür. Bulgular: 5-Hz DFU priming stimülasyon sonrası YFU uygulaması hipotiroid sıçanlarda PS genliğinde anlamlı bir değişme yapmadan (n=10; %112,5±25,6; P>0,05; tek örnek T testi) sinaptik baskılama oluştururken (n=10; %65,4±10,0; P<0.01), kontrol grubu sıçanlarda sinaptik güçte bir değişme olmadan (n=10; 116,7±9,0; P>0.05) PS’de anlamlı bir potansiyalizasyon gözlendi (n=10; %254,5±24,4; P<0,001). Yetişkin sıçanlarda oluşturulan hipotiroidizm, granül hücrelerinde proliferasyon (yaklaşık %30) azalmasına neden olmuştur. Sonuç: Bu çalışma, tiroid hormonlarının azalan seviyelerinin, başlangıç aktivitesi üzerinde artan presinaptik aktiviteye yanıt olarak, UDG yerine bir metaplastik UDB gelişimine neden olduğuna dair kanıt sağlamaktadır. Bozulmuş nörogenez, hipotiroidizmde gözlenen hafıza bozukluklarında rol oynayabilecek bu bozulmuş metalastisiteye aracılık edebilir. Bu çalışma Erciyes Üniversitesi Araştırma Fonu tarafından desteklenmiştir (TCD-2016-6262; Yerel Etik Kurul:15/146).