Plasticidade sináptica homeostática na junção neuromuscular de camundongos ChAT-ChR2-EYFP jovens e idosos.
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/31930 |
Resumo: | O aumento da quantidade de glutamato por vesícula em Drosofila é compensado pela diminuição do número de vesículas liberadas por estimulação nervosa. Este mecanismo compensatório capaz de reestabelecer a homeostasia sináptica é chamado de depressão homeostática pré-sináptica (DHP). Nós hipotetizamos que o aumento crônico da liberação de acetilcolina (ACh) por vesícula na junção neuromuscular de camundongos (JNM) pode resultar em uma diminuição compensatória na liberação vesicular evocada. Para testar isto, nos utilizamos a linhagem de camundongos ChAT-ChR2-EYFP (Hyper VAChT) com 3 e 24 meses de idade que possuem um aumento dos níveis de expressão de VAChT, e seus controles selvagens (WT). Foram avaliados potenciais de placa espontâneos (MEPPs) e evocados (EPPs), em baixa (0.2 e 0.3Hz) e alta (20 e 30Hz) frequência de estimulação na junção neuromuscular do músculo diafragma. Nós também registramos, em Voltage Clamp, as correntes de placa em miniatura (MEPCs). Aos 3 meses de idade, os camundongos Hyper VAChT apresentaram aumento no tamanho e frequência dos quanta. O conteúdo quântico dos camundongos Hyper VAChT (29±2,5, média±EPM, n= 4 animais) não apresentou diferença significativa (p=0,44) em relação aos WT (32±2.2, média±EPM, n= 4 animais). A depressão sináptica foi 19% maior nos camundongos Hyper VAChT, e a PTP não foi estatisticamente diferente. Durante a estimulação tetânica, a área dos MEPPs dos camundongos Hyper VAChT foi menor que antes do trem de estimulação, enquanto que este parâmetro não foi alterado nos animais WT. Isto sugere que o aumento da depressão nos animais Hyper VAChT é devido ao menor efeito da liberação vesicular. Aos 24 meses de idade, os camundongos Hyper VAChT apresentaram uma diminuição significativa no CQ (WT= 41±3.5, média±EPM, n= 5 animais; HyperVAChT= 29±4.1, média±EPM, n= 3 animais; p=0.07). A depressão sináptica e a potenciação pós tetânica (PTP) não foram estatisticamente diferentes. Estes resultados mostram que os camundongos Hyper VAChT compensaram o aumento no tamanho dos quanta de duas maneiras diferentes: aos 3 meses, os EPPs em altas frequências de estimulação reduziram por aumento de dessensibilização ou diminuição da quantidade de ACh por vesícula. Enquanto que aos 24 meses observamos diminuição do CQ. Nossos dados mostram que o aumento crônico da liberação de ACh por vesícula sináptica aciona o mecanismo pré-sináptico de DHP, que se instala durante o envelhecimento dos animais, diminuindo o número de vesículas liberadas. Este mecanismo não é visto em camundongos jovens, que mantem as taxas de disparo pós-sináptico através de outros mecanismos. |
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Lígia Araujo Naveshttp://lattes.cnpq.br/3311749763308261Christopher KushmerickRoberto de PasqualeRicardo Mauricio Xavier LeãoGrace Shcennato Pereira MoraesCristina Guatimosim Fensecahttp://lattes.cnpq.br/4655177808812714Wallace Lucio de Camargo2020-01-16T13:22:13Z2020-01-16T13:22:13Z2019-11-06http://hdl.handle.net/1843/31930O aumento da quantidade de glutamato por vesícula em Drosofila é compensado pela diminuição do número de vesículas liberadas por estimulação nervosa. Este mecanismo compensatório capaz de reestabelecer a homeostasia sináptica é chamado de depressão homeostática pré-sináptica (DHP). Nós hipotetizamos que o aumento crônico da liberação de acetilcolina (ACh) por vesícula na junção neuromuscular de camundongos (JNM) pode resultar em uma diminuição compensatória na liberação vesicular evocada. Para testar isto, nos utilizamos a linhagem de camundongos ChAT-ChR2-EYFP (Hyper VAChT) com 3 e 24 meses de idade que possuem um aumento dos níveis de expressão de VAChT, e seus controles selvagens (WT). Foram avaliados potenciais de placa espontâneos (MEPPs) e evocados (EPPs), em baixa (0.2 e 0.3Hz) e alta (20 e 30Hz) frequência de estimulação na junção neuromuscular do músculo diafragma. Nós também registramos, em Voltage Clamp, as correntes de placa em miniatura (MEPCs). Aos 3 meses de idade, os camundongos Hyper VAChT apresentaram aumento no tamanho e frequência dos quanta. O conteúdo quântico dos camundongos Hyper VAChT (29±2,5, média±EPM, n= 4 animais) não apresentou diferença significativa (p=0,44) em relação aos WT (32±2.2, média±EPM, n= 4 animais). A depressão sináptica foi 19% maior nos camundongos Hyper VAChT, e a PTP não foi estatisticamente diferente. Durante a estimulação tetânica, a área dos MEPPs dos camundongos Hyper VAChT foi menor que antes do trem de estimulação, enquanto que este parâmetro não foi alterado nos animais WT. Isto sugere que o aumento da depressão nos animais Hyper VAChT é devido ao menor efeito da liberação vesicular. Aos 24 meses de idade, os camundongos Hyper VAChT apresentaram uma diminuição significativa no CQ (WT= 41±3.5, média±EPM, n= 5 animais; HyperVAChT= 29±4.1, média±EPM, n= 3 animais; p=0.07). A depressão sináptica e a potenciação pós tetânica (PTP) não foram estatisticamente diferentes. Estes resultados mostram que os camundongos Hyper VAChT compensaram o aumento no tamanho dos quanta de duas maneiras diferentes: aos 3 meses, os EPPs em altas frequências de estimulação reduziram por aumento de dessensibilização ou diminuição da quantidade de ACh por vesícula. Enquanto que aos 24 meses observamos diminuição do CQ. Nossos dados mostram que o aumento crônico da liberação de ACh por vesícula sináptica aciona o mecanismo pré-sináptico de DHP, que se instala durante o envelhecimento dos animais, diminuindo o número de vesículas liberadas. Este mecanismo não é visto em camundongos jovens, que mantem as taxas de disparo pós-sináptico através de outros mecanismos.The increased amount of glutamate per vesicle in Drosophila is compensated by a decrease in the number of vesicles released by nerve stimulation. This compensatory mechanism capable of restoring synaptic homeostasis is called presynaptic homeostatic depression (PHD). We hypothesized that chronic increase in vesicular acetylcholine (ACh) release at the mouse neuromuscular junction (NMJ) may result in a compensatory decrease in evoked vesicular release. To test this, we used 3 and 24 months old ChAT-ChR2-EYFP (Hyper VAChT) mice that have increased levels of VAChT expression, and their wild-type controls (WT). All experimental procedures were approved by the Animal Ethics Committee (protocol number 106/2015 - CEUA). Spontaneous and evoked endplate potentials (EPPs) were evaluated at low (0.2 and 0.3Hz) and high (20 and 30Hz) frequency of stimulation at the NMJ of the diaphragm muscle. We also recorded, in voltage clamp, miniature plate currents (MEPCs). At 3 months of age, Hyper VAChT mice presented increased quantal size and frequency. The quantal content (QC) of Hyper VAChT mice (29 ± 2.5, mean ± SEM, n = 4 animals) showed no significant difference (p = 0.44) from the WT controls (31.5 ± 2.2, mean ± SEM, n = 4 animals). Synaptic depression was 19% higher in Hyper VAChT mice, and PTP was not statistically different. During tetanic stimulation, Hyper VAChT MEPPs areas were smaller than before the train of stimuli, while in the WT mice there was no change during high frequency stimulation. This suggests that the increased depression observed in Hyper VAChT mice is due a decrease effect of vesicular release. At 24 months of age, Hyper VAChT mice showed a significant decrease in QC (WT = 41 ± 3.5, mean ± SEM, n= 5 animals; Hyper VAChT = 29 ± 4.1, mean ± SEM, n = 3 animals; p = 0.07). Synaptic depression and postetanic potentiation (PTP) were not statistically different. These results show that Hyper VAChT mice compensated for the increase in quanta size in two different ways: at 3 months, EPPs at high frequency stimulation decreased by increased desensitization or decreased ACh per vesicle. While at 24 months, we observed a decreased in QC. Our data show that longterm increase in ACh per quantum triggers the pre-synaptic mechanism of DHP seeing as a decrease in the number of vesicles released. This mechanism is not seeing in young animals, which keep the same postsynaptic output through other mechanism.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Ciências Biológicas - Fisiologia e FarmacologiaUFMGBrasilICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICASFisiologiaAcetilcolinaJunção neuromuscularPlasticidade neuronalSinapsesHomeostáseDepressãoAcetilcolinaChAT-ChR2-EYFPdepressão pré-sináptica homeostáticajunção neuromuscular, VAChTPlasticidade sináptica homeostática na junção neuromuscular de camundongos ChAT-ChR2-EYFP jovens e idosos.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALTese_Wallace_PGFISFAR.pdfTese_Wallace_PGFISFAR.pdfapplication/pdf3405726https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/31930/1/Tese_Wallace_PGFISFAR.pdf4cabac2be7bc2b7edd9cca9cc934e54aMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82119https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/31930/2/license.txt34badce4be7e31e3adb4575ae96af679MD52TEXTTese_Wallace_PGFISFAR.pdf.txtTese_Wallace_PGFISFAR.pdf.txtExtracted texttext/plain142682https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/31930/3/Tese_Wallace_PGFISFAR.pdf.txt1824d721c46cf84e9c6e70337072bc99MD531843/319302020-01-17 03:29:54.805oai:repositorio.ufmg.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2020-01-17T06:29:54Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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