Médecine

Paramédical

Autres domaines


S'abonner

Volatile anesthetic isoflurane inhibits LTP induction of hippocampal CA1 neurons through ?4?2 nAChR subtype-mediated mechanisms - 30/10/13

L’isoflurane inhibe l’induction de la potentialisation long terme des neurones hippocampaux CA1 par un mécanisme modulé par les récepteurs nACh ?4β2

Doi : 10.1016/j.annfar.2013.05.012 
M.-H. Piao a, b, Y. Liu b, Y.-S. Wang a, J.-P. Qiu a, C.-S. Feng a,
a Department of anesthesiology, the first hospital of Jilin university, no 71, Xinmin St, 130021 Changchun, China 
b School of public health, Jilin university, Changchun 130021, China 

Corresponding author.

Abstract

Background and purpose

Volatile anesthetic isoflurane contributes to postoperative cognitive dysfunction and inhibition of long-term potentiation (LTP), a synaptic model of learning and memory, but the mechanisms are uncertain. Central neuronal α4β2 subtype nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs) are involved in the induction of LTP in the hippocampus. Isoflurane inhibits α4β2 nAChRs at concentrations lower than those used for anesthesia. Therefore, we hypothesized that isoflurane-inhibited LTP induction of hippocampal CA1 neurons via α4β2 nAChRs subtype inhibition.

Methods

Transverse hippocampal slices (400μm thick) were obtained from male rats (6–8 weeks old). Population spikes were evoked using extracellular electrodes by electrical stimulation of the Schaffer collateral-commissural pathway of rat hippocampal slices. LTP was induced using high frequency stimulation (HFS; 100Hz, 1s). Clinically relevant concentrations (0.125-0.5mM) of isoflurane with or without nicotine (nAChRs agonist), mecamylamine (nAChRs antagonist), 3-[2(S)-2-azetidinylmethoxy] pyridine (A85380) and epibatidine (α4β2 nAChRs agonist), dihydro β erythroidine (DHβE) (α4β2 nAChRs antagonist) were added to the perfusion solution 20min before HFS to test their effects on LTP by HFS respectively.

Results

A brief HFS induced stable LTP in rat hippocampal slices, but LTP was significantly inhibited in the presence of isoflurane at concentrations of 0.125-0.5mM. The inhibitive effect of isoflurane on LTP was not only reversible and could be prevented by nAChRs agonist nicotine and α4β2 nAChRs agonist A85380 and epibatidine, but also mimicked and potentiated by nAChRs antagonist mecamylamine and α4β2 nAChRs antagonist DHβE.

Conclusions

Inhibition of α4β2 nAChRs subtype of hippocampus participates in isoflurane-mediated LTP inhibition.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

Hypothèse

Le mécanisme par lequel l’isoflurane contribue à la dysfonction cognitive postopératoire et à l’inhibition de la potentialisation à long terme (LTP), qui est un modèle synaptique de l’apprentissage et de la mémoire, est incertain. Les récepteurs nicotiniques acétylcholinergiques neuronaux centraux (nAChRs) du sous-type α4β2 sont impliqués dans l’induction de LTP dans l’hippocampe. L’isoflurane inhibe les α4β2 nAChRs à des concentrations plus basses que celles utilisées en anesthésie. Nous avons émis l’hypothèse que l’isoflurane inhibe l’induction de la LTP dans les neurones CA1 de l’hippocampe via l’inhibition des nAChRs α4β2.

Méthodes

Des tranches transverses d’hippocampe (400μm d’épaisseur) ont été obtenues à partir de rats mâles âgés de six à huit semaines. Des pics de signaux populationnels ont été évoqués par stimulation de la voie de Schaffer controlatérale-commissurale des tranches d’hippocampe au moyen d’électrodes extracellulaires. La LTP a été induite par stimulation à haute-fréquence (HFS ; 100Hz, 1s). Des concentrations d’isoflurane compatibles avec l’usage clinique (0,125–0,5mM) avec ou sans nicotine (agoniste nAChRs), mécamylamine (antagoniste nAChRs), 3-[2(S)-2-azetidinylmethoxy] pyridine (A85380) et épibatidine (agoniste α4β2 nAChRs) ou dihydro-β-érythroïdine (DHβE) (agoniste α4β2 nAChRs) ont été ajoutés au soluté de perfusion avant la HFS pour déterminer leur effet respectif sur la LTP.

Résultats

Une courte HFS a induit une LTP stable dans les tranches d’hippocampe de rat, mais la LTP était significativement inhibée par la présence d’isoflurane à des concentrations de 0,125–0,5mM. L’effet inhibiteur de l’isoflurane sur la LTP a été renversé et a pu être empêché par la nicotine (agoniste des nAChRs), l’A85380 et l’épibatidine (agonistes des α4β2 nAChRs). De plus, cet effet inhibiteur a pu être reproduit et potentialisé par la mécamylamine (antagoniste nAChRs) et la DHβE (antagoniste α4β2 nAChRs).

Conclusion

L’inhibition des α4β2 nAChRs de l’hippocampe participe à l’inhibition de la LTP médiée par l’isoflurane.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Long-term potentiation, Anesthesia, Nicotine, Receptors, Hippocampus, Cognitive function

Mots clés : Potentialisation à long terme, Anesthésie, Nicotine, Récepteurs, Hippocampe, Fonction cognitive


Plan


© 2013  Société française d’anesthésie et de réanimation (Sfar). Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
Ajouter à ma bibliothèque Retirer de ma bibliothèque Imprimer
Export

    Export citations

  • Fichier

  • Contenu

Vol 32 - N° 10

P. e135-e141 - octobre 2013 Retour au numéro
Article précédent Article précédent
  • A new process-centered description tool to initiate meta-reporting methodology in healthcare – 7CARECAT™. Feasibility study in a post-anesthesia care unit
  • P. Cottet, A. d’Hollander, A. Cahana, E. Van Gessel, D. Tassaux
| Article suivant Article suivant
  • Target-controlled induction with 2.5% sevoflurane does not avoid the risk of electroencephalographic abnormalities
  • B. Julliac, P. Cotillon, D. Guehl, B. Richez, F. Sztark

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
L’accès au texte intégral de cet article nécessite un abonnement ou un achat à l’unité.

Déjà abonné à cette revue ?

;

Mon compte


Plateformes Elsevier Masson

Déclaration CNIL

EM-CONSULTE.COM est déclaré à la CNIL, déclaration n° 1286925.

En application de la loi nº78-17 du 6 janvier 1978 relative à l'informatique, aux fichiers et aux libertés, vous disposez des droits d'opposition (art.26 de la loi), d'accès (art.34 à 38 de la loi), et de rectification (art.36 de la loi) des données vous concernant. Ainsi, vous pouvez exiger que soient rectifiées, complétées, clarifiées, mises à jour ou effacées les informations vous concernant qui sont inexactes, incomplètes, équivoques, périmées ou dont la collecte ou l'utilisation ou la conservation est interdite.
Les informations personnelles concernant les visiteurs de notre site, y compris leur identité, sont confidentielles.
Le responsable du site s'engage sur l'honneur à respecter les conditions légales de confidentialité applicables en France et à ne pas divulguer ces informations à des tiers.