Διερεύνηση της επίδρασης οπιοειδών φαρμάκων σε νευρώνες του ιπποκάμπου επίμυος

Abstract

The differentiation between the dorsal and ventral hippocampus is long known. Indeed, the hippocampal formation is differentiated along its longitudinal axis in terms of its anatomy, biochemistry and function. Electrophysiological evidence, obtained from in vitro slice preparations, shows that the ventral hippocampus, compared to the dorsal, exhibits enhanced susceptibility to epileptiform discharges and reduced GABAergic synaptic transmission. In addition, in contrast to the dorsal hippocampus, opiod infusion in the ventral hippocampus leads to epileptiform activity.Acute exposure of brain tissue to opioids has been shown to inhibit neural activity except in the hippocampus where the net effect is excitation of pyramidal neurons. In vitro activation of m-opioid receptors (MOPrs), located exclusively on GABAergic interneurons, hyperpolarizes inhibitory interneurons and inhibits release of GABA from interneuronal terminals. Therefore, the excitatory response to opioids is considered to be an indirect effect, due to a disinhibitory process. We have previously shown that in vivo administration of fentanyl reduces GABAergic inhibition and increases excitability in the CA1 area of the dorsal hippocampus. However, the effects of opioid drugs such as fentanyl in the ventral hippocampus remain largely unknown and it has been the purposes of the present study. Concurrently, a method was developed that allowed the evaluation of the effects of fentanyl on both functional GABAergic inhibition and GABA immunoreactivity within the same dorsal/ventral hippocampal slices.The results of the present study show reduced GABAergic inhibition 24h following fentanyl in vivo treatment in ventral hippocampus, accompanied by reduced GABAergic immunohistochemical localization. In addition, it was shown that immunopositive GABA neurons are more numerous in slices that had been first incubated in artificial cerebrospinal fluid compared to the ones that were fixed immediately after tissue dissection.Although the cellular and network mechanisms involved in plastic alterations following opioid treatment are yet to be elucidated, the present work provides evidence towards the elucidation of the functional differentiation between the two hippocampal poles.

Ο ιππόκαμπος αποτελεί μία από τις εκτενέστερα μελετημένες δομές του ΚΝΣ. Στον επίμυ ο ιππόκαμπος διακρίνεται στην ραχιαία και στην κοιλιακή μοίρα. Ο ραχιαίος ιππόκαμπος εμπλέκεται κυρίως σε γνωστικές διεργασίες (μνήμη, χωρική μνήμη και μάθηση), ενώ ο κοιλιακός σχετίζεται με το stress και το συναίσθημα. Ως προς τα ηλεκτροφυσιολογικά χαρακτηριστικά του, έχει βρεθεί ότι ο κοιλιακός ιππόκαμπος στον αρουραίο είναι περισσότερο διεγέρσιμος, και μάλιστα ότι η έγχυση οπιοειδών στον κοιλιακό ιππόκαμπο επιμύων in vivo προκαλεί επιληπτική δραστηριότητα, αντίθετα με έγχυση στον ραχιαίο ιππόκαμπο. Αντίθετα με τις υπόλοιπες δομές του ΚΝΣ, τα οπιοειδή προκαλούν στον ιππόκαμπο νευρωνική διέγερση η οποία μπορεί να οδηγήσει σε επιληπτική κρίση. Έχει βρεθεί ότι η in vivo χορήγηση φεντανύλης επιδρά στη λειτουργία του ιπποκάμπου μέσω μείωσης της αναστολής των ενδονευρώνων (και της ανοσοθετικότητάς τους στο GABA). Ωστόσο, δεν έχουν γίνει αντίστοιχες μελέτες σε νευρώνες του κοιλιακού ιπποκάμπου. Σκοπός της εργασίας ήταν η διερεύνηση της επίδρασης της in vivo χορήγησης φεντανύλης στην GABAεργική αναστολή σε in vitro παρασκεύασμα της CA1 περιοχής της κοιλιακής μοίρας του ιπποκάμπου. Παράλληλα, διερευνήθηκε η επίδραση της φεντανύλης στον πληθυσμό των ανοσοθετικών στο GABA νευρώνων στη ραχιαία και την κοιλιακή μοίρα του ιπποκάμπου, καθώς και η επίδραση: i) διαφορετικών μεθόδων μονιμοποίησης και ii) διαφορετικού χρόνου επώασης τομών ιπποκάμπου σε οξυγωνούμενο τεχνητό εγκεφαλονωτιαίο υγρό sτο πλήθος των ανοσοθετικών στο GABA νευρώνων στον ιππόκαμπο. Τα αποτελέσματα της μελέτης καταδεικνύουν ότι: i) η χορήγηση φεντανύλης μειώνει την GABAεργική ανασταλτική διαβίβαση και τον αριθμο των ανοσοθετικών στο GABA νευρώνων στον κοιλιακό ιππόκαμπο και ii) ο αριθμός των ανοσοθετικών στο GABA νευρώνων είναι αυξημένος μετά από επώαση σε ΤΕΝΥ σε σχέση με τον αριθμό των νευρώνων που παρατηρείται μετά από άμεση μονιμοποίηση του ιστού.Συμπερασματικά, η παρούσα εργασία, παρέχοντας στοιχεία της επίδρασης εξωγενώς χορηγούμενης φεντανύλης στον κοιλιακό ιππόκαμπο, παρουσιάζει ακόμα μια πτυχή της διαφοροποίησης των δύο μοιρών του ιπποκάμπου και ένα ακόμα πλαίσιο ερμηνείας για να κατανοηθεί η δράση των οπιοειδών σε κοιλιακό και ραχιαίο ιπππόκαμπο.