Sıçan frenik sinir-hemidiafram preparatına gama-aminobütirik asidin etkisi

Abstract

6. ÖZET y- Amino bütirik asid (GABA) hedef nöronun hiperpolarizasyonuna neden olan merkezi sinir sisteminin başlıca baskılayıcı arageçirgenidir. GABAA reseptörünün aktivasyonu ile reseptörün klor kanalı açılır ve hücre içine klor iyonları girer. Böylece nöron hızla baskılanır. Bazı kabuklular sınıfına ait hayvanlarda uyarıcı ve baskılayıcı nöronlar aynı kas lifini innerve eder. Bu hayvanların sinir kas kavşağında uyarıcı nöronlar glutamat ile, baskılayıcı nöronlar GABA ile etkilerini gösterir. Ancak GABA'nın memeli sinir kas kavşağında herhangi bir rolüne ilişkin bilgiye rastlanmamıştır. Bu nedenle çalışmada memeli sinir kas kavşağı modeli olan sıçan frenik sinir hemidiyafram preparatı kullanılarak GABA ile GABAA reseptörü antagonistleri olan bikukulin metiodid ve pikrotoksinin hemidiyafram kasılma yanıtları üzerindeki olası etkisinin incelenmesi amaçlandı. Deneylerde Wistar albino sıçanlar kullanıldı. Servikal dislokasyon sonrası baş boyun hizasından kesilerek ayrıldı. Ksifoid çıkıntı kesilerek toraks ön duvarı açıldı. Frenik sinir-hemidiyafram bir arada izole edildi. Elektroda bağlanan frenik sinir hemidiyafram preparatı 37°C de %95 O2 ve %5 CO2 karışımı ile havalandırılan Krebs solüsyonu (133 mM NaCl; 4.9 mM KC1; 1.8 mM CaCl2; 1 1.9 mM NaHC03; 0.7 mM NaH2PO4; 1 1 mM Glucose) içine alındı. Çevirgeçe bağlanan diyaframa 2 gramlık gerim uygulandı ve organ banyosunda otuz dakika bekletildi. Frenik sinir 0,1 Hz ve 0,3 ms, hemidiyafram 0,1 Hz ve 3 ms kare dalga ile uyarıldı. Dolaylı ve doğrudan uyarılara hemidiyaframın verdiği yanıtlar izometrik kas kasılmaları olarak güç değiştirici analog çevirgeç (Grass FT03 ve May FDT10-A) aracılığı ile poligrafa (GRASS 7400) aktarıldı. GABA'nın etkisi 1 mM, 10 mM, 50 mM, 100 mM konsantrasyonlarda incelendi. GABAA reseptör antagonistlerinin etkisi için, 500 uM ve 1 mM bikukulin metiodid ile 100 uM pikrotoksin kullanıldı. Drogların etkisi, uygulama öncesi ve sonrasında, yanıtların yüzde değişimi olarak ifade edildi. GABA dolaylı ve doğrudan elektriksel uyarı ile elde edilen kasılma yanıtlarının doza bağlı olarak azalmasına neden oldu. Bikukulin metiodid İmM konsantrasyonda sadece dolaylı yanıtları tamamen baskıladı. Pikrotoksin 100 uM konsantrasyonda GABA etkisine benzer şekilde doğrudan elektriksel uyarılarla elde edilen kasılma yanıtlarını dolaylı uyarılara göre daha fazla baskıladı. 25GABA'nın artan doza bağlı olarak kasılmalar üzerindeki baskılayıcı etkisi, memeli sinir kas kavşağında da GABA'nın rolü olabileceğini göstermektedir. Bikukulin metiodid'in etkisini, 1 mM konsantrasyonda, presinaptik alandan arageçirgen salıverilmesini baskılayarak gösterdiğini düşündürmektedir. Pikrotoksinin etkisi, 100 uM konsantrasyonda GABA'nın gösterdiği etkiye benzemekle birlikte, pikrotoksinin, düşük konsantrasyonlarda etkisini nasıl göstereceği ilgi uyandırmaktadır. 26

7. SUMMARY The Effect of y-Aminobutitic Acid on Rat Phrenic Nerve-Hemidiaphragm Preparations. y-Aminobutiric acid (GABA) causing hyperpolarization at the neuron is the principal inhibitory neurotransmitter in the central nervous system. GABA activated GABAa receptor's chloride ion channel opens and CI` ions enter the cell. Thus the neuron is inhibited immediately. Some invertebrate animals receive both excitatory and inhibitory motor innervation for the same muscle. Excitatory and inhibitory neurons act on crustacean neuromuscular junction by using glutamate and GABA. No evidence has been mentioned yet about the role of GABA on mammalian neuromuscular junction. For this reason in this study phrenic nerve-hemidiaphragm preparation has been used as mammalian neuromuscular junction model and it was aimed to investigate the effect of GABA and GABAA receptor antagonists, bicuculline methiodide and picrotoxine, on hemidiaphragm contractions. The phrenic nerve-hemidiaphragm preparations were isolated from Wistar albino rats killed by a sharp blow to the neck. Following the cervical dislocation xiphoid process was cut for the isolation. Whereas organ baths were aerated with a mixture of 95% 02 and 5% C02 at 37°C, the isolated phrenic nerve-hemidiaphragm preparations were mounted with a resting tension of 2 g for 30 minutes to reach equilibrium in Krebs solution (133 mM NaCl; 4.9 mM KC1; 1.8 mM CaCl2; 1 1.9 mM NaHCOs; 0.7 mM NaFbPC^; 11 mM Glucose). Phrenic nerves and hemidiaphragms were stimulated with rectangular pulse at 0. 1 Hz 0,3 ms and 3 ms of duration, forming indirect and direct single muscle contractions respectively. The tension, expressed as grams, was recorded isometrically via a force displacement transducer (Grass FT03 and May FDT10-A) on a polygraph (GRASS 7400). The effect of GABA has been investigated at a concentration range of 1 mM, 1 0 mM, 50 mM and 100 mM. Bicuculline methiodide was applied to the bath at 500 uM and ImM concentration. Picrotoxine was used at 100 pM concentration. Following the drug administration the difference between the final and the baseline response of muscle twitches was expressed as percentage. 27GAB A caused a decrease of muscle contractions elicited by indirect and direct stimulations in dose dependant way. Bicuculline methiodide inhibited only muscle contractions of indirect stimulation at 1 mM concentration. Similar to GABA's effect, the inhibiting effect of picrotoxine was prominent on direct stimulations rather then indirect stimulations. Dose dependent inhibitor effect of GABA on muscle contractions indicates the possible role of GABA on mammalian neuromuscular junction. The effect of bicuculline methiodide at 1 mM concentration has the possibility to inhibit the release of neurotransmitter from presynaptic membrane. Although the effect of picrotoxine at 100 uM concentration is similar to GABA's effect, lower concentrations of picrotoxine are interesting to be investigated. 28