Estudo eletrofisiológico in vitro da excitabilidade hipocampal do Proechimys gr. guyannensis durante o desenvolvimento pós-natal

Estudo eletrofisiológico in vitro da excitabilidade hipocampal do Proechimys gr. guyannensis durante o desenvolvimento pós-natal

Título alternativo In vitro electrophysiological study of the hippocampal excitability of Proechimys gr. guyannensis during postnatal development
Autor Ueda, Erika Sayuri Autor UNIFESP Google Scholar
Orientador Cavalheiro, Esper Abrão Autor UNIFESP Google Scholar
Instituição Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Resumo The immature brain presents increased excitability where the occurrence of neuronal synchronization is facilitated. These features make the immature brain more susceptible to generate seizures. Although the causes and consequences of hyperexcitability in the immature brain are not well understood, recent studies have been focused on the development of appropriate strategies for prevention and / or reduction of epileptiform events and their possible consequences in the short and long term, aiming to ensure the normal development of the central nervous system. Previous studies in our laboratory showed that Proechimys gr. guyannensis (Proechimys), a rodent from Amazon, do not develop epilepsy when subjected to experimental models (pilocarpine, kainic acid and kindling) as other laboratory animals. This resistance to experimental epileptogenesis has been considered to be related to possible endogenous brain mechanisms that prevent the chronic development of epilepsy in this specie. This resistance of the Proechimys brain to develop epilepsy has been supported by preliminary data that hippocampal slices present lower susceptibility to convulsant agents (eg, bicuculline). Therefore, the aim of this Thesis was to study the hippocampal electrophysiological characteristics of the Proechimys from birth to adulthood, and compare with observations made in Rattus norvegicus (Wistar) in the same age periods. These studies were performed in hippocampal slices bathed with normal artificial cerebrospinal fluid and in situations promoting hyperexcitability (High Potassium, Zero Calcium or Bicuculline Models). The typical orthodromic responses of CA1 pyramidal layer could be recorded since P0-5 in Proechimys and were similar to those observed in other age subgroups of this specie. The sensitivity of the Proechimys to the High Potassium Model was also observed since birth and was characterized by epileptiform events, predominantly in P0-5 and P13-16. Similarly, the resistance of Proechimys to the Bicuculline Model was observed since after birth. High concentrations of bicuculline (30 and 50μM) induced similar responses to those reported in rats submitted to low concentrations of the same antagonist (10μM). The blockade of chemical synaptic interactions with the Zero Calcium Model in Proechimys induced spontaneous and recurrent epileptiform events, without bursts, in all age groups studied. Altogether, these results indicate that Proechimys gr. guyannensis presents an advanced maturational stage of the central nervous system at birth. Proechimys hippocampal slices submitted to in vitro models of hyperexcitability lead to similar responses during the entire developmental period. Furthermore, the mechanisms of GABAergic inhibition and synchronization of non-synaptic circuit in the CA3-CA1 may be related to a lower neuronal recruitment in this species, and consequently, the characteristic resistance to epilepsy models.

O cérebro imaturo apresenta excitabilidade aumentada e tendência ao hipersincronismo dos grupos neuronais. Essas características tornam o cérebro imaturo mais susceptível à gênese das crises convulsivas. Embora as causas e conseqüências da hiperexcitabilidade do cérebro imaturo não sejam bem compreendidas, estudos recentes têm sido focados na elaboração de estratégias adequadas para prevenção e/ou redução dos eventos epileptiformes e suas possíveis conseqüências em curto e longo prazos, objetivando assegurar o desenvolvimento normal do SNC. Estudos prévios em nosso laboratório mostraram que o Proechimys gr. guyannensis (Proechimys), um roedor da região amazônica, não desenvolve epilepsia quando submetido aos modelos experimentais de epilepsia (pilocarpina, ácido caínico e abrasamento) tal como os ratos Wistar. Essa resistência à epileptogênese experimental tem sido considerada como decorrente da existência de mecanismos cerebrais endógenos que impedem essa espécie de desenvolver epilepsia crônica. Essas características do cérebro do Proechimys foram confirmadas em estudos preliminares de eletrofisiologia in vitro nos quais fatias hipocampais apresentavam menor susceptibilidade a agentes convulsivantes (ex., bicuculina). Assim, a presente Tese teve como objetivo estudar as características eletrofisiológicas do hipocampo do Proechimys, do nascimento à fase adulta, e compará-las àquelas observadas no Rattus norvegicus (Wistar) estudado nos mesmos períodos etários. Esses estudos foram realizados em fatias banhadas com líquido cefalorraquiano artificial normal e em situações que promovem aumento da excitabilidade (Potássio Alto, Bicuculina ou Zero Cálcio). As respostas ortodrômicas típicas do stratum piramidale de CA1 puderam ser registradas desde P0-5 nos Proechimys e não apresentaram diferenças quando comparadas às registradas nas demais faixas etárias dessa espécie. A sensibilidade dos Proechimys ao modelo Potássio Alto pôde ser constatada desde o nascimento e foi manifestada pela gênese de eventos epileptiformes tipo ictais, predominantemente em P0-5 e P13-16. Da mesma forma, a resistência do Proechimys ao modelo Bicuculina foi observada desde o nascimento. Concentrações altas de bicuculina (30 e 50μM) induziram respostas semelhantes às registradas em Wistar com concentrações baixas do mesmo antagonista (10μM), além da ocorrência de eventos tipo ictal. Já o bloqueio das interações sinápticas químicas através do Modelo Zero Cálcio nos Proechimys induziu eventos epileptiformes espontâneos e recorrentes, sem salvas de PACs em todas as faixas etárias estudadas. Juntos, esses resultados nos indicam que Proechimys gr. guyannensis apresenta um estágio de maturação do SNC avançado ao nascimento e que os modelos agudos de epilepsia in vitro induzem aumento da excitabilidade do tecido hipocampal em neonatos e adultos de maneira semelhante. Além disso, os mecanismos de inibição GABAérgica e de sincronização não-sináptica no circuito CA3-CA1 podem estar relacionados a um menor recrutamento neuronal nesta espécie, e, conseqüentemente, à sua característica resistência aos modelos de epilepsia.
Assunto Development
Hippocampus
in vitro electrophysiology
Epilepsy
Proechimys
Desenvolvimento
Hipocampo
Eletrofisiologia in vitro
Epilepsia
Proechimys
Eletrofisiologia
Técnicas In Vitro
In Vitro Techniques
Electrophysiology
Idioma Português
Data 2010-03-31
Publicado em UEDA, Erica Sayuri. Estudo eletrofisiológico in vitro da excitabilidade hipocampal do Proechimys gr. guyannensis durante o desenvolvimento pós-natal. 2010. Tese (Doutorado) - Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São Paulo, 2010.
Editor Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Extensão 173 p.
Direito de acesso Acesso restrito
Tipo Tese de doutorado
URI http://repositorio.unifesp.br/handle/11600/9581

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