Modulação serotonérgica da plasticidade sináptica em sinapses inibitórias e excitatórias do córtex visual

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Lima, Estêvão Carlos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Electrophysiology; Eletrofisiologia; Neuromoduladores; Neuromodulators; Neuronal plasticity; Patch-clamp; Patch-clamp Plasticidade neuronal; Serotonin; Serotonina
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/42/42137/tde-11082025-102433/

A plasticidade sináptica contempla alguns dos principais processos de desenvolvimento do sistema nervoso. Entre os diferentes processos de plasticidade, a Spike-Timing-Dependent Plasticity (STDP) destaca-se como um mecanismo hebbiano que se baseia na relação temporal entre atividade pré e pós-sináptica. Na circuitaria hipocampal, um estímulo pré-sináptico que ocorre 10-20 milissegundos antes do disparo de potenciais de ação pós-sinápticos resulta em uma potenciação de longa prazo (LTP). No caso da ordem reversa, a STDP causa uma depressão a longo prazo (LTD). Já é bem estabelecido que nas áreas corticais a expressão de LTP e LTD através da STDP requer a presença de neuromoduladores como noradrenalina e acetilcolina. O presente projeto teve como objetivo avaliar a ação do neuromodulador 5-HT sobre a transmissão sináptica e sobre a STDP do córtex visual primário (V1), uma área cortical sensorial amplamente usada como modelo no estudo da plasticidade sináptica relacionada com a experiência. As sinapses entre as camadas IV e II/III de V1 foram estudadas em fatias coronais utilizando-se técnicas eletrofisiológicas de registro de potencias de campo locais e de registro intracelular na modalidade whole-cell. Nossos dados são condizentes com a literatura ao demonstrarmos um papel depressor da 5-HT sobre a transmissão sináptica em diferentes períodos do desenvolvimento. Demonstramos que este efeito plástico da 5 HT não inclui alterações na transmissão espontânea GABAérgica. Nossos resultados também mostram que a expressão da STDP em V1 segue regras distintas do modelo teórico da STDP hipocampal: A STDP+10 (potenciais de ação pós-sinápticos que ocorrem 10 ms após o evento pré-sináptico) produz uma LTD que não é afetada pela presença da 5-HT. Já a STDP-10 (disparo pós-sináptico que ocorre 10 ms antes da estimulação sináptica) não causa alterações sinápticas significativas. No entanto, a 5 HT exerce uma ação metaplástica sobre a STDP-10, permitindo a expressão da LTD. Nossos dados também sugerem que a ação metaplástica da 5-HT ocorre provavelmente no nível sináptico uma vez que não identificamos alterações nas propriedades biofísicas dos potenciais de ação. Ao avaliarmos isoladamente os inputs inibitórios, descobrimos que a STDP-10 promove uma redução das correntes pós sinápticas GABAérgicas evocadas e esse efeito é bloqueado pela 5-HT, sugerindo uma possível interação heterosináptica entre a STDP-10 das sinapses glutamatérgicas e a atividade sináptica inibitória. Esses resultados indicam um papel importante da 5-HT como um neuromodulador depressor da atividade neural. Seu papel envolve um efeito plástico direto que causa depressão sináptica; um efeito metaplástico sobre a STDP que favorece a LTD; e um efeito heterosináptico que mantém o tônus GABAérgico elevado durante a STDP-10.