بررسي الكتروفيزيولوژيك تغييرات ايجاد شده در تحريك پذيري نورونهاي هرمي CA1 هيپوكمپ ناشي از كيندلينگ آميگدال در موشهاي صحرايي نر بالغ

Electrophysiological study of amygdale-induced changes in the excitability of CA1 hippocampal pyramidal neurons in male adult rats

مقدمه: نتايج تحقيقات بسياري نشان مي دهد كه كيندلينگ آميگدال با تغيير در ويژگي هاي الكتروفيزيولوژيك و جريان هاي رو به داخل نورون ها در كانون تشنج و نواحي مرتبط با آن نظير سلول هاي هرمي ناحيه CA1 هيپوكمپ، باعث تقويت سيناپسي مي شود، اما مكانيسم سلولي آن هنوز به درستي مشخص نيست. در اين تحقيق تغييرات در ويژگي هاي الكتروفيزيولوژيك نورون هاي هرمي ناحيه CA1 هيپوكمپ در طي روند كيندلينگ آميگدال مورد بررسي قرار گرفت. روش ها: حيوانات با روش كيندلينگ سريع با اعمال پالس‌هاي مربعي به مدت 1 ميلي ثانيه، فركانس 50 هرتز، با شدت آستانه توليد امواج تخليه متعاقب و به مدت 3 ثانيه به فاصله 5 دقيقه يكبار و 12 بار در روز تحريك مي‌شدند (10n=). بعد از بروز مرحله 5 تشنج (24 ساعت بعد) ويژگي‌هاي الكتروفيزيولوژيك و جريان‌هاي رو به داخل نورون هاي ناحيه CA1 هيپوكمپ به روش Whole-Cell Patch Clampمورد بررسي قرار گرفت. يافته ها: نتايج حاصل از كيندلينگ آميگدال نشان مي‌دهد كه درصد طولاني شدن (Broadening %) طول مدت پتانسيل عمل در گروه كيندل (15± 135) نسبت به گروه كنترل (15±105) افزايش معني داري (p < 0.05) يافت. تعداد پتانسيل عمل‌هاي rebound نيز به طور معني داري از 1± 1 در گروه كنترل به 1± 6 در گروه كيندل افزايش يافت (p < 0.01). دامنه AHP متعاقب تحريك (Post stimulus AHP) نيز در گروه كيندل (mV2±5-) نسبت به گروه كنترل (mV1±3-) افزايش معني داري (p < 0.05) يافت. در شرايط كلمپ ولتاژ، جريان‌هاي رو به داخل در گروه كيندل(44.99PA ± -9203.6). نسبت به گروه كنترل ( 5344.25- ±33.19PA ) افزايش معني داري (p < 0.001) پيدا كرد. نتيجه گيري: نتايج اين تحقيق نشان مي‌دهد كه كيندلينگ آميگدال با تغيير ويژگي‌هاي الكتروفيزيولوژيك احتمالا" با افزايش جريان‌هاي رو به داخل در نورون هاي هرمي ناحيهCA1 هيپوكمپ باعث افزايش تحريك پذيري اين نورون ها مي‌شود.

Introduction: Many studies have shown that amygdala kindling produces synaptic potentiation by induction of changes in the neuronal electrophysiological properties and inward currents both in epileptic focus and in the areas which are in connection with the epileptic focus and have important role in seizure development and progression such as hippocampal CA1 region. However, cellular mechanisms of these processes are not clear. In the present study, changes in the electrophysiological properties of hippocampal CA1 pyramidal neurons following amygdala kindling were examined in rat. Methods: Animals were rapidly kindled by stimulation of right amygdala (12 stimulation per day, 1 ms pulse duration at 50Hz). Twenty-four hours after amygdala kindling, electrophysiological properties and inward currents of CA1 pyramidal neurons were assessed by using whole-cell patch clamp technique. Results: Amygdala kindling findings show that percentage broadening of the last spike compared to the first spike during a trains of action potentials was significantly increased in kindled rats (p < 0.05). The number of rebound action potential was significantly increased from 1±1 in control rats to 6±1 in kindled rats (p < 0.01). The amplitude of post stimulus afterhyperpolarization potential (Post AHP) following a trains of action potential was also significantly (p < 0.05) increased in kindled group (-5±2mV) compared to normal rats (-3±1mV). Under voltage clamp condition, amygdala kindling produced a significantly larger inward current (-5344.25±33.19 pA, p < 0.001) in CA1 pyramidal neurons compared to normal cells (-9203.6±44.99pA). Conclusion: The present findings show that amygdala kindling resulted in neuronal hyperexcitability through alteration of the electrophysiological characteristics possibly by increasing the inward currents in hippocampal CA1 pyramidal neurons.