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Issue Date: 3-May-2011
Authors: Bronzi, Daniela
Title: Modulazione noradrenergica della responsività di neuroni rubrali al glutammato: ruolo dei recettori alfa2 e beta
Abstract: Il Nucleo Rosso (NR) e' una strutture mesencefalica che proietta al midollo spinale tramite la via rubro-spinale e al cervelletto tramite la via rubro-olivare. Il NR e' un centro di integrazione motoria, implicato nel controllo dei movimenti degli arti. Le afferenze cerebellari e corticali al NR sono principalmente di natura glutamatergica ma anche noradrenergica. In tale contesto, lo scopo di questo lavoro e' di verificare l'azione modulatoria della NA sulla risposta eccitatoria evocata dal Glu in neuroni rubrali. Inoltre e' parso utile valutare il ruolo dei recettori alfa2 e beta in tale modulazione. Le indagini sperimentali sono state effettuate in vivo su ratti Wistar mantenuti in anestesia profonda (1,3 g/Kg) e consistevano nella registrazione dell'attivita' elettrica da singoli neuroni rubrali durante singole microapplicazioni di glutammato da solo o insieme a NA o a suoi agonisti e/o antagonisti per i recettori alfa2 e beta. I nostri risultati indicano che la NA modifica la risposta eccitatoria evocata dal Glu in neuroni rubrali inducendo decrementi e in qualche caso incrementi di tale risposta. Inoltre gli effetti indotti dall'applicazione dell'amina sono dose-dipendenti e reversibili. Gli effetti della NA erano indipendenti dalla modulazione diretta esercitata sulla frequenza di scarica di base, infatti, la modulazione della risposta al Glu e' stata osservata in neuroni in cui la frequenza di scarica di base incrementava, decrementava o non subiva alcun effetto in seguito al rilascio di NA. L'applicazione di clonidina, un agonista per i recettori alfa2, ha determinato una riduzione della risposta eccitatoria evocata dal Glu in tutti i neuroni rubrali saggiati. A confermare il coinvolgimento dei recettori alfa2 nella depressione indotta dalla NA sulla risposta al Glu, sono state effettuate delle applicazioni di ioimbina, antagonista dei recettori alfa2, che bloccava l'effetto inibitorio esercitato dalla NA o dalla clo. L'applicazione di isoproterenolo, un agonista per i recettori beta noradrenergici, ha determinato un incremento della responsivita' al Glu in neuroni rubrali e in alcuni casi decrementi di tale risposta. L'applicazione di timololo, un antagonista dei recettori beta accentua ulteriormente l'effetto inibitorio esercitato dalla NA sulla risposta al Glu. In conclusione, poiche', presenta un'affinita' piu' elevata per i recettori adrenergici di tipo alfa2 che per i beta, questi risultati suggeriscono che, mentre una moderata attivazione delle vie noradrenergiche tende a deprimere la responsivita' al Glu e quindi il firing dei neuroni rubrali, un'attivita' intensa delle stesse vie avrebbe effetto opposto sulla funzionalita' del NR, cioe' un potenziamento dell'attivita' di trasmissione delle informazioni corticali e cerebellari.
The Red Nucleus (RN) is a mesencephalic structure which projects to the spinal cord by the rubrospinal pathway and to the cerebellum by the rubro-olivary pathway. The RN is believed to play a role mostly in motor control and is also involved in other functions such as the response to hypoxia and also in behavioural tasks. The cerebellar and cortical afferents to RN are mostly glutamatergic, but a diffuse noradrenergic projection from locus coeruleus is also delivered to the nucleus. In fact, the background spiking activity of RN neurons can be modified by noradrenaline (NA). The aim of this work was to ascertain whether NA is able to influence the responsiveness of RN neurons to glutamate (GLU) and the role of alfa2 e beta adrenoceptors on this modulation. The effects of NA on the excitatory responses evoked by GLU in single rubral neurons were studied by a microiontophoresis technique on male Wistar rats anaestethized with urethane (1.3 g/Kg). Applications of NA (2-30 nA) induced mainly a significant and reversible depression of glu-evoked excitations in all the tested neurons. This action of NA was dose-dipendent and could block GLU responses totally. These effects were independent of the direct modulation exerted by NA on the background firing rate of RN neurons. Applications of clonidine (a alfa2 noradrenergic receptor agonist) induced a strong depression of GLU-evoked excitations in all tested neurons Moreover, the alfa2 selective antagonist yohimbine was able to block the depressive action of NA on GLU responses partially or totally. In contrast, applications of isoproterenol (a beta noradrenergic receptor agonist) induced modest enhancements of GLU responses and the most significant action of beta antagonist timolol was to increase the depressive action of NA on GLU responses. These results indicate that moderate doses of NA, mostly involving alfa2 receptors, depress the cortical and cerebellar transmission to RN neurons. The recruiting of beta adrenoceptor, presumably by high doses of NA, can partially reduce, and in some cases invert, this trend.
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