Wpływ układu noradrenergicznego na aktywność neuronalną listka ciała kolankowatego bocznego wzgórza szczura – badania in vitro

Circadian rhythms are modulated by a neuronal net of brain structures, among which are the main generator of circadian rhythms – the suprachiasmatic nucleus (SCN), and a little structure in the thalamus, responsible for the integration of the photic (light-related) and non-photic stimuli, called the intergeniculate leaflet (IGL). The non-photic cues are delivered to the IGL via the nonspecific projections of the brainstem, including the norepinephrine system from the locus coeruleus (LC). In my study the effect of norepinephrine (NE) on the IGL neurons in vitro was examined, on brain slices from Wistar rats. Recorded neurons were divided into two groups based on subthreshold currents. Cells expressing the A-type potassium current (IA), presumably involved in the transition of the integrated information to the SCN, all depolarized after NE application, while cells expressing the T-type calcium current (IT), possibly forming the commissure between IGL in both hemispheres, varied in responses. The observed responses were both direct (postsynaptic), and in some cases indirect (presynaptic). The results show that IGL is under the influence of the NE system from the LC, and that cells most probably forming distinct projections might respond to NE in a different way. The diversity of responses within the IT group suggests the presence of different types of NE receptors in their cell membrane and their possibly distinctive roles. The study confirms the role of norepinephrine system as a modulator of circadian rhythms via IGL.

Rytmy okołodobowe modulowane są przez neuronalną sieć struktur mózgowia, w tym główny generator rytmów biologicznych – jądro nadskrzyżowaniowe podwzgórza (SCN) oraz niewielką strukturę odpowiedzialną za integrację bodźców fotycznych (świetlnych) z niefotycznymi, czyli listek ciała kolankowatego bocznego (IGL), będący częścią wzgórza. Bodźce niefotyczne dostarczane są do IGL za pośrednictwem niespecyficznych projekcji pnia mózgu, w tym poprzez układ noradrenergiczny, którego neurony zlokalizowane są w miejscu sinawym (LC). W mojej pracy badałam wpływ noradrenaliny (NE) na komórki IGL w warunkach in vitro, na skrawkach mózgowych szczurów szczepu Wistar. Rejestrowane komórki podzieliłam na dwie grupy, w zależności od podprogowych prądów jonowych. Komórki z prądem potasowym typu A (IA), prawdopodobnie tworzące połączenie do SCN, na podanie NE odpowiadały depolaryzacją, natomiast neurony z wapniowym prądem typu T (IT), potencjalnie łączące IGL w obu półkulach, wykazywały zróżnicowane odpowiedzi. Zaobserwowane efekty były zarówno bezpośrednie (postsynaptyczne), jak i w niektórych przypadkach pośrednie (presynaptyczne). Uzyskane wyniki pokazują, iż IGL znajduje się pod modulującym wpływem układu noradrenergicznego, a komórki przypuszczalnie tworzące różne projekcje, mogą reagować w różny sposób na podanie NE. Różnice w obrębie grupy IT sugerują obecność różnych receptorów dla NE w błonie tych neuronów oraz ich prawdopodobnie odmienne role. Badanie potwierdza udział układu noradrenergicznego w modulowaniu rytmów okołodobowych za pośrednictwem IGL.