Publicação
Effects of metabolism upon neuronal activity and synaptic performance
| Resumo: | O objectivo desta dissertação é avaliar o efeito do metabolismo (ciclo de alimentação) na atividade neuronal. O trabalho centra-se nas correntes de potássio whole-cell em neurónios piramidais da região CA1 do hipocampo de ratos wistar, particularmente aquelas mediadas pelo canal Kv1.3. Dois objectivos foram estabelecidos: (1) avaliar se a expressão de Kv1.3 e respectiva corrente iónica são afectadas pelo metabolismo e (2) avaliar se o eixo dorsal-ventral do hipocampo é homogéneo no que toca à expressão de Kv1.3 e à sua corrente iónica. Para este efeito, foram usadas abordagens de electrofisiologia e de biologia molecular. Resultados surpreendentes revelam que os neurónios de ratos em período pós-prandial têm diferentes propriedades biofísicas (dependência da voltagem mais despolarizada e cinética mais lenta) e farmacológicas (maior contribuição de correntes sensíveis à margatoxina, possivelmente com dependência de voltagem alterada) em relação a células de ratos em jejum. Propõe-se a existência de um sistema de regulação complexo, de acordo com o ciclo de alimentação, nos neurónios em estudo. Esse sistema envolveria modificações nas populações de canais iónicos que são expressas na membrana neuronal (nomeadamente do Kv1.3, que a margatoxina inibe seletivamente), bem como vias metabólicas capazes de alterar as propriedades biofísicas destes canais (por exemplo alterando a sua fosforilação constitutiva). Mais, os resultados apresentados indicam que o hipocampo dorsal é mais afectado pelo condicionamento metabólico do que o polo ventral, sugerindo que as funções associadas às duas porções do hipocampo são afectas de forma diferente com o ciclo de alimentação. Estes resultados podem dar suporte neuronal para a noção intuitiva de que a consolidação da memória é afetada pelo ciclo de alimentação. Mostra-se ainda que os neurónios piramidais da região CA1 têm características biofísicas e farmacológicas irregulares ao longo do dorso-eixo ventral do hipocampo (as células dorsais têm uma cinética mais lenta, maior densidade de corrente e maior sensibilidade para a margatoxina), associadas a uma expressão diferencial do canal Kv1.3 (maior densidade na parte dorsal). Estes resultados vêm dar mais profundidade a evidências recentes que desafiam a premissa clássica de que os neurónios piramidais de CA1 são uma população electrofisiologicamente homogénea ao longo do eixo longitudinal do hipocampo. Concluindo, as nossas observações sugerem fortemente que a fisiologia dos canais iónicos, bem como a expressão de proteínas no neurónio, alteram-se durante os ciclos metabólicos de jejum/pós-prandial, inclusive ao longo do eixo dorsal-ventral do hipocampo. Fica assim em causa a ideia do cérebro ser uma entidade insensível a variações metabólicas. |
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| Autores principais: | Patrício, Clara Cunha Matos |
| Assunto: | Bioquímica Teses de mestrado - 2013 |
| Ano: | 2013 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade de Lisboa |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | Repositório da Universidade de Lisboa |
| Resumo: | O objectivo desta dissertação é avaliar o efeito do metabolismo (ciclo de alimentação) na atividade neuronal. O trabalho centra-se nas correntes de potássio whole-cell em neurónios piramidais da região CA1 do hipocampo de ratos wistar, particularmente aquelas mediadas pelo canal Kv1.3. Dois objectivos foram estabelecidos: (1) avaliar se a expressão de Kv1.3 e respectiva corrente iónica são afectadas pelo metabolismo e (2) avaliar se o eixo dorsal-ventral do hipocampo é homogéneo no que toca à expressão de Kv1.3 e à sua corrente iónica. Para este efeito, foram usadas abordagens de electrofisiologia e de biologia molecular. Resultados surpreendentes revelam que os neurónios de ratos em período pós-prandial têm diferentes propriedades biofísicas (dependência da voltagem mais despolarizada e cinética mais lenta) e farmacológicas (maior contribuição de correntes sensíveis à margatoxina, possivelmente com dependência de voltagem alterada) em relação a células de ratos em jejum. Propõe-se a existência de um sistema de regulação complexo, de acordo com o ciclo de alimentação, nos neurónios em estudo. Esse sistema envolveria modificações nas populações de canais iónicos que são expressas na membrana neuronal (nomeadamente do Kv1.3, que a margatoxina inibe seletivamente), bem como vias metabólicas capazes de alterar as propriedades biofísicas destes canais (por exemplo alterando a sua fosforilação constitutiva). Mais, os resultados apresentados indicam que o hipocampo dorsal é mais afectado pelo condicionamento metabólico do que o polo ventral, sugerindo que as funções associadas às duas porções do hipocampo são afectas de forma diferente com o ciclo de alimentação. Estes resultados podem dar suporte neuronal para a noção intuitiva de que a consolidação da memória é afetada pelo ciclo de alimentação. Mostra-se ainda que os neurónios piramidais da região CA1 têm características biofísicas e farmacológicas irregulares ao longo do dorso-eixo ventral do hipocampo (as células dorsais têm uma cinética mais lenta, maior densidade de corrente e maior sensibilidade para a margatoxina), associadas a uma expressão diferencial do canal Kv1.3 (maior densidade na parte dorsal). Estes resultados vêm dar mais profundidade a evidências recentes que desafiam a premissa clássica de que os neurónios piramidais de CA1 são uma população electrofisiologicamente homogénea ao longo do eixo longitudinal do hipocampo. Concluindo, as nossas observações sugerem fortemente que a fisiologia dos canais iónicos, bem como a expressão de proteínas no neurónio, alteram-se durante os ciclos metabólicos de jejum/pós-prandial, inclusive ao longo do eixo dorsal-ventral do hipocampo. Fica assim em causa a ideia do cérebro ser uma entidade insensível a variações metabólicas. |
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