Capsaicin-bedingte Veränderungen der Langzeitpotenzierung in der lateralen Amygdala werden vermittelt durch den TRPV1-Rezeptorkanal

Abstract

In der vorliegenden Arbeit konnte erstmalig gezeigt werden, dass die LA-LTP – unter gleichen Ableitbedingungen – im coronalen Hirnschnitt geringer ist als im horizontalen. Im horizontalen Schnitt ist ferner bei Stimulation innerhalb der lateralen Amygdala die LTP im Vergleich zur EC-Reizung geringer. Immunhistochemisch konnte nachgewiesen werden, dass der TRPV1-Rezeptorkanal in der lateralen Amygdala stärker exprimiert wird als im zentralen Nucleus. Es konnte erstmalig gezeigt werden, dass der TRPV1-Rezeptor-Agonist Capsaicin dosisabhängig die HFS-induzierte LA-LTP sowohl im horizontalen als auch im coronalen Hirnschnitt inhibiert. Die Capsaicin-bedingte Hemmung der LA-LTP wird über die TRPV1-Stimulation vermittelt, da Capsazepin – ein TRPV1 -Rezeptor-Antagonist – die Capsaicin-vermittelte Inhibition blockiert. Der Capsaicin-Effekt ist hemisphärendifferent, jedoch nicht inputspezifisch, alters- oder geschlechtsabhängig. Innerhalb der lateralen Amygdala beeinflusst Capsaicin weder spontane inhibitorische oder exzitatorische postsynaptische Miniatur-Ströme (mIPSP, mEPSP) noch die Input-/Output-Kurve. Die Ergebnisse lassen vermuten, dass der Capsaicin-vermittelte Effekt nicht über GABA- Rezeptor vermittelt bzw. nicht durch Erhöhung der extrazellulären Kalzium- und Magnesium-Konzentrationen der ACSF moduliert wird. Die Capsaicin-vermittelte Inhibierung der LA-LTP wird durch den NOS-Inhibitor L-NAME blockiert und fehlt bei nNOS-Knockout-Mäusen. Der CB1-Rezeptor-Antagonisten AM251 reduziert den inhibitorischen Capsaicin-Effekt. Die Ergebnisse zeigen, dass Ursache der Capsaicin-vermittelten Hemmung der LA-LTP eine Aktivierung des CB1-Rezeptors und eine veränderte NO-Synthese sind. Zusammenfassend scheint die Wahl des Narkotikums bei Untersuchung des Einflusses des TRPV1-Rezeptorkanals auf plastische Prozesse von entscheidender Bedeutung zu sein. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit bekräftigen die Vermutung, dass endogene Vanilloide durch TRPV1-Aktivierung die Schmerzverarbeitung und Lernmechanismen in der lateralen Amygdala beeinflussen könnten.

In this study we show for the first time that the magnitude of HFS-induced LA- LTP is weaker in coronal slices than that in horizontal slices during the same conditions. In horizontal brain slice preparations the magnitude of LA-LTP is weaker when afferents within the LA are stimulated than by stimulation of the external capsule. In immunohistochemical studies we show that TRPV1 is expressed in the LA in a higher density than in the central nucleus. In this study we show for the first time that capsaicin – an agonist of TRPV1 – causes a dose-dependent decrease in HFS-induced LA-LTP in horizontal and coronal brain slice preparations by stimulation of external capsule fibers. The capsaicin-induced suppression of LA-LTP is mediated by the stimulation of TRPV1 receptors, since capsazepine – an antagonist of TRPV1 – blocks the capsaicin-induced effect. The suppressive effect of capsaicin differs between the hemispheres but is neither age- nor gender-dependent and does not show input-specificity. Within the LA, capsaicin does not change spontaneous miniature inhibitory or excitatory postsynaptic potentials (mIPSP, mEPSP). Input/output curves are unaltered after capsaicin application. Our results suggest that GABA receptors are not involved in mediating capsaicin-induced suppression of LA-LTP and the enhancement of Mg2+/Ca2+ in the ACSF has no influence on the suppressive effect, too. The capsaicin-induced suppression of LA-LTP is blocked by the nitric oxide synthetase inhibitor, L-NAME, and is absent in neuronal NOS deficient mice. The specific antagonist of cannabinoid receptor type 1, AM251, is also able to reduce the inhibitory effect of capsaicin on LA-LTP. Our results strongly support the assumption that the capsaicin-induced suppression of LA-LTP is caused by stimulation of the CB1 receptor and modulation of the NO system. Our results indicate that the method of anesthesia is an important consideration when brain plasticity and the action of endovanilloids will be evaluated. The present study strongly supports the idea that endogenous vanilloids can cause pain modulation mediated directly by TRPV1 receptors and that modulation of TRPV1 could affect learning mechanisms in the lateral amygdala.