Yaşlanmaya Bağlı Değişen Sinaptik Plastisitede Voltaj Bağımlı Kalsiyum Kanallarının Rolü

Çimen A., Baştürk M. Ö., Babur E., Dursun N., Süer C.

22. ULUSAL SİNİRBİLİM KONGRESİ, İstanbul, Türkiye, 3 - 06 Eylül 2024, ss.161-162, (Özet Bildiri)

  • Yayın Türü: Bildiri / Özet Bildiri
  • Basıldığı Şehir: İstanbul
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.161-162
  • Erciyes Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Amaç: Hipokampal metaplastisite yanıtı, nöronların aktivite geçmişine bağlı sinaptik değişikliklere uğrama yeteneğinin değişmesini gösterir. Yaşlılıkta hipokampüste uzun dönemli güçlenmenin (UDG) indüklenmesinin güçleşmesi, uzun dönemli baskılanmanın (UDB) kolaylaşması, araştırmacıları kalsiyum hipotezine yöneltmiş ve yaşlılık durumunda hipokampal nöronlarda voltaj bağımlı kalsiyum kanallarının (VBKK) gen ifadesindeki artış sonucu hücre içi kalsiyum seviyelerinin yükselmesi hedef gösterilmiştir. Bu çalışmanın amacı, VBKK’ nın α2δ alt birimine etki eden madde (Gabapentin, GP) verilerek yaşlanmaya bağlı bozulan sinaptik plastisiteyi, öğrenme ve bellek performans bozukluğunun metaplasite değerlendirmesi ile ortaya koymaktır.

Gereç ve Yöntem: Çalışma, Wistar Albino erkek yaşlı (15 aylık) 24 adet sıçan kullanıldı. Sıçanlar, Yaşlı+GP verilen (YG, n=12) ve Yaşlı Kontrol (YK, n=12) grup olarak ikiye ayrıldı. GP, 50mg/kg/gün olacak şekilde, 8 hafta içme suyuna katıldı. Sıçanlara anestezi altında perforan yola metaplastisite cevabı oluşturacak protokol uygulandı. Bazal kayıt alındı ve priming uyaran düşük frekanslı uyarı (DFU) verildi. Sonrasında yüksek frekanslı uyarı (YFU) ile tetanizasyon indüklendi. Hipokampal dentat girus bölgesinden, eksitatör postsinaptik potansiyel (fEPSP) ve popülasyon spike (PS) içeren alan potansiyelleri kaydedildi.

Bulgular: GP verilen yaşlı sıçanlarda dentat girustan kaydedilen EPSP değerleri DFU, YFU sonrasında ve idame döneminde, GP verilmeyen yaşlı sıçanlara göre daha düşük bulundu (P<=0.03), PS değerleri ise aynı dönemlerde istatistiksel anlamda farklılık göstermedi (>=0.05).

Sonuç: Metaplastisite, normal işlev için kritik olup sinapsların doygun UDG veya UDB durumlarına girmelerini önleyerek onları dinamik bir işlevsel aralıkta tutar. Voltaj bağımlı kalsiyum kanallarının metaplastisitedeki rolünün açığa çıkarılması, yaşa bağlı kognitif değişikliklerin nedenlerinin açıklanmasında yol gösterici olabilir.

Bu çalışma Erciyes Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri birimi tarafından TOA-2023-12848 Proje kapsamında desteklenmiştir. Anahtar Kelimeler: Yaşlanma, Elektronörofizyoloji, Gabapentin, Voltaj Bağımlı Kalsiyum Kanalları, Hipokampus 

Objective: The hippocampal metaplasticity response indicates the altered ability of neurons to undergo synaptic changes based on their activity history. The difficulty in induction of long-term potentiation (LTP) and facilitation of long-term depression (LTD) in the hippocampus in old age has led researchers to the calcium hypothesis and it has been targeted to increase intracellular calcium levels as a result of increased gene expression of voltage-dependent calcium channels (VDCC) in hippocampal neurons in old age. The aim of this study was to investigate the impaired synaptic plasticity due to aging by administering a substance (Gabapentin, GP) that acts on the α2δ subunit of VBKK and to reveal the impairment of learning and memory performance by metaplasticity assessment.

Material and Method: In this study, 24 Wistar Albino male aged (15 months old) rats were used. The rats were divided into two groups as Aged+GP (AG, n=12) and Aged Control ( AC, n=12) groups. GP was added to the drinking water at 50 mg/kg/day for 8 weeks. Under anesthesia, rats were subjected to a protocol to induce metaplasticity response to the perforant pathway. Basal recording was taken and priming stimulus was low frequency stimulus (LFS). Afterwards, tetanization was induced with high frequency stimulation (HFS). Field potentials including excitatory postsynaptic potential (fEPSP) and population spike (PS) were recorded from the hippocampal dentate gyrus.

Results: EPSP values recorded from the dentate gyrus in GP-treated old rats were lower after DFU, YFU and during the maintenance period compared to non-GP-treated old rats (P<=0.03), whereas PS values did not differ statistically in the same periods (>=0.05). Conclusion: Metaplasticity is critical for normal function, preventing synapses from entering saturated LTP or LTD states, keeping them in a dynamic functional range. Elucidation of the role of voltage dependent calcium channels in metaplasticity may help to explain the causes of age-related cognitive changes.

Keywords: Aging, Electroneurophysiology, Gabapentin, Voltage-dependent Calcium Channels, Hippocampus