Επίδραση των οπιοειδών στη δραστηριότητα των νευρώνων του ιπποκάμπου

Abstract

The extended research in the structural and functional features of the hippocampus has revealed the differentiation of the dorsal and the ventral hippocampus in terms of electrophysiological characteristics of the principal neurons, anatomical characteristics of the network and differential role of the neurotransmitters and neuromodulators, including the opioids. Aim of the present study was to investigate the role of the Ih current of the CA1 interneurons in the functional differentiation of the dorsal and the ventral hippocampus and to examine the effect of morphine on this current under current clamp conditions.Intracellular recordings were obtained in vitro from CA1 interneurons of the oriens/alveus border and pyramidal neurons. The interneurons were recognized as such according to electrophysiological criteria. The passive membrane properties of the interneurons of the dorsal and the ventral hippocampus were similar. The response of the interneurons to a sustained hyperpolarizing electrical pulse was different in the dorsal and the ventral hippocampus. The interneurons of the ventral hippocampus showed a stronger hyperpolarization in response to a current pulse of given intensity compared to the interneurons of the dorsal hippocampus, the kinetics of the Ih current seamed to be different and the characteristics of the rebound depolarization were distinct between the two populations. Morphine (30 μΜ) reduced the activation of the Ih current, hyperpolarized the interneurons and changed the characteristics of the rebound depolarization. In one interneuron the drug caused a depolarization of the resting membrane potential and an augmentation of the Ih current. Moreover, morphine decreased the frequency of the spontaneous action potentials at resting membrane potential of the interneurons and the number of the action potentials elicited by a sustained depolarizing pulse.These findings substantiate the hypothesis that the interneurons of the dorsal and the ventral hippocampus may be intrinsically different. Furthermore, they confirm the complexity of the modulatory role of the opioids in the network of the hippocampus and extend the already existing evidence that opioids can reduce the excitability of the interneurons of the dorsal and the ventral hippocampus.

Η διερεύνηση των ανατομικών δομών και των λειτουργιών του ιπποκάμπου έχει αναδείξει τη διαφοροποίηση της κοιλιακής και της ραχιαίας μοίρας του. Διαφορές βρέθηκαν σε επίπεδο λειτουργίας πυραμιδικών νευρώνων και νευρωνικών κυκλωμάτων, καθώς και σε επίπεδο δράσης νευροδιαβιβαστών και νευρορυθμιστών, μεταξύ των οποίων τα οπιοειδή. Σκοπός της παρούσης εργασίας ήταν η διερεύνηση του ρόλου του ρεύματος Ιh των ενδονευρώνων της CA1 περιοχής στη διαφοροποίηση του κοιλιακού και ραχιαίου ιπποκάμπου και της δράσης των οπιοειδών στο ρεύμα αυτό σε συνθήκες καθήλωσης ρεύματος.Διενεργήθηκαν ενδοκυττάριες in vitro καταγραφές με αιχμηρό ηλεκτρόδιο από ενδονευρώνες του ορίου σκάφης/στιβάδας πολυμόρφων κυττάρων και από πυραμιδικούς νευρώνες της CA1 περιοχής. Οι ενδονευρώνες αναγνωρίστηκαν με ηλεκτροφυσιολογικά κριτήρια. Οι παθητικές μεμβρανικές ιδιότητες δε διέφεραν στους ενδονευρώνες του κοιλιακού και του ραχιαίου ιπποκάμπου. Η εφαρμογή παρατεταμένου υπερπολωτικού παλμού ηλεκτρικού ρεύματος στους ενδονευρώνες των δύο μοιρών του ιπποκάμπου ανέδειξε διαφορές ανάμεσα στους ενδονευρώνες του κοιλιακού και του ραχιαίου ιπποκάμπου. Οι ενδονευρώνες του κοιλιακού ιπποκάμπου επέδειξαν μεγαλύτερη υπερπόλωση για υπερπολωτικό ρεύμα ίσης έντασης σε σχέση με τους ενδονευρώνες του ραχιαίου ιπποκάμπου, διαφορετική κινητική του ρεύματος Ιh και διαφορετικά χαρακτηριστικά εκπόλωσης αναπήδησης. Η μορφίνη (30 μΜ) μείωσε σημαντικά το Ιh, υπερπόλωσε το δυναμικό ηρεμίας και μετέβαλε τα χαρακτηριστικά της εκπόλωσης αναπήδησης στους περισσότερους ενδονευρώνες. Σε έναν ενδονευρώνα παρατηρήθηκε εκπόλωση του δυναμικού ηρεμίας και ενίσχυση του Ιh. Η μορφίνη μείωσε, επίσης, τη συχνότητα των αυθόρμητων δυναμικών ενεργείας στο δυναμικό ηρεμίας και τον αριθμό δυναμικών ενεργείας κατά την εφαρμογή παρατεταμένου εκπολωτικού παλμού.Τα ευρήματα υποστηρίζουν την υπόθεση ότι οι ενδονευρώνες της κοιλιακής και της ραχιαίας μοίρας του ιπποκάμπου παρουσιάζουν ενδογενείς διαφορές. Επιπλέον, υπογραμμίζουν τη δυνατότητα των οπιοειδών να διαδραματίζουν ρυθμιστικό ρόλο στα κυκλώματα του ιπποκάμπου και να επηρεάζουν τη διεγερσιμότητα των ενδονευρώνων του κοιλιακού και του ραχιαίου ιπποκάμπου.