Modele Animale ale Depresiei

Cuprins

Capitolul 1. pag.

Prezentare generală asupra fenomenelor implicate în depresie și posibilitățile actuale de tratament……………………………………………………………….4

Definirea depresiei în cadrul maladiilor de stare …………………………………………………………4

Semiologia depresiei………………………………………………………………………..5

Clasificări ale depresiei…………………………………………………………………..…8

Teorii genetice și biochimice ale apariției depresiei……………………………………………………16

Tipuri de tratament pentru maladiile depresive…………………………………………….26

1.6. Modele animale ale depresiei………………………………………………………..……..32

Capitolul 2.

Scopul studiului. Caracteristici biofizice ale neuronilor din nucleul raphe dorsal în cazul unui model de depresie – șoarecii 5-HTT knockout………………………………………………………..41

Capitolul 3.

Materiale și metode…………………………………………………………………………………………43

Capitolul 4.

Rezultate și discuții………………………………………………………………………………………….45

Capitolul 5.

Concluzii………………………………………………………………………………………………………………64

=== Modele animale ale depresiei ===

Cuprins

Capitolul 1. pag.

Prezentare generală asupra fenomenelor implicate în depresie și posibilitățile actuale de tratament……………………………………………………………….4

Definirea depresiei în cadrul maladiilor de stare …………………………………………………………4

Semiologia depresiei………………………………………………………………………..5

Clasificări ale depresiei…………………………………………………………………..…8

Teorii genetice și biochimice ale apariției depresiei……………………………………………………16

Tipuri de tratament pentru maladiile depresive…………………………………………….26

1.6. Modele animale ale depresiei………………………………………………………..……..32

Capitolul 2.

Scopul studiului. Caracteristici biofizice ale neuronilor din nucleul raphe dorsal în cazul unui model de depresie – șoarecii 5-HTT knockout………………………………………………………..41

Capitolul 3.

Materiale și metode…………………………………………………………………………………………43

Capitolul 4.

Rezultate și discuții………………………………………………………………………………………….45

Capitolul 5.

Concluzii………………………………………………………………………………………………………………64

Capitolul 1.

Prezentare generală asupra fenomenelor implicate în depresie și posibilitățile actuale de tratament

Definirea depresiei în cadrul maladiilor de stare

Cea mai obișnuită tulburare de dispoziție, depresia unipolară, a fost descrisă în secolul V î.C. de către Hipocrate. În viziunea lui Hipocrate, stările de dispoziție depind de echilibrul dintre cele patru umori: sânge, flegmă, bilă galbenă și bilă neagră. Se considera că excesul de bilă neagră poate cauza depresie. Într-adevăr, vechiul termen grecesc pentru depresie, melancolia, înseamnă bilă neagră. Deși această explicație a depresiei pare superficială astăzi, ideea conform căreia tulburările fiziologice reflectă procese fizice este corectă.

Eforturile moderne de reactualizare a formulării hipocratice au fost, până recent, împiedicate de o lipsă de precizie în clasificarea tulburărilor afective. În lucrarea sa din 1917, “Mourning and Melancholia” (Durerea și melancolia), Sigmund Freud a scris: “Chiar și în psihiatria descriptivă, definiția melancoliei este incertă; ea ia diferite forme clinice (unele sugerând afecțiuni mai degrabă somatice decât afecțiuni psihogene) care nu par a fi bine definite pentru a garanta reducerea la o unitate. Abia în ultimele două decenii s-au dezvoltat criterii precise pentru tulburările de dispoziție, în paralel cu cele pentru tulburările cognitive.

Caracteristicile clinice ale depresiei unipolare sunt ușor de rezumat, prin cuvintele lui Hamlet: “Cât de uzate, vechi, neinteresante și de nevalorificat îmi par toate foloasele acestei lumi!”. Netratat, un episod tipic de depresie durează 4-12 luni. Este caracterizat de o dispoziție neplăcută (disforică) care este prezentă în cea mai mare parte a zilei, zi de zi, precum și de o angoasă mentală intensă, de incapacitatea de a cunoaște plăcerea (ahedonie) și o pierdere generalizată a interesului față de lume. Diagnosticul necesită de asemenea prezența a cel puțin trei dintre următoarele simptome: tulburări de somn (de obicei insomnie, cu treziri foarte matinale, dar uneori un somn prelungit sau hipersomnie), diminuarea apetitului și pierderea în greutate (dar uneori se mănâncă excesiv), pierderea energiei, reducerea activității sexuale, neliniște (agitație psihomotorie), încetinirea în gândire și acțiuni (retardare psihomotorie), dificultate la concentrare, nehotărâre, sentiment de inutilitate, de vinovăție, gânduri pesimiste și gânduri despre moarte și suicid.

Alte simptome obișnuite, care nu sunt obligatorii pentru diagnosticare, sunt: constipație, salivație scăzută și variații diurne ale gravității simptomele, care de obicei sunt mai pronunțate dimineața.

În plus față de criteriile de incluziune sunt și criterii de exclusiune; astfel, schizofrenia sau alte tulburări neurologice, de exemplu, trebuie să fie excluse. De asemenea, nu trebuie să existe o moarte recentă în familie sau alte evenimente traumatice, având în vedere că unele dintre simptomele depresiei unipolare sunt de asemenea expresii normale ale suferinței în urma unei traume, pierderi personale sau a suferinței.

Definind sindromul în această manieră, aproximativ 5% din populația lumii suferă de depresie unipolară majoră. În S.U.A., 8 milioane de oameni, sunt afectate în orice moment dat. Depresiile severe pot fi profund debilitante. În cazurile extreme, pacienții încetează să mai mănânce sau să se îngrijească de igiena personală. Deși unele persoane au numai un singur episod, de obicei boala este recurentă. Aproximativ 70% dintre pacienții care au avut un episod major de depresie vor mai avea cel puțin încă un episod. Vârsta medie de instalare este de aproximativ 28 de ani, dar primul episod se poate manifesta aproape la orice vârstă. Într-adevăr, depresia poate afecta și copiii, dar adesea nu e depistată la ei. Depresia apare și la senectute; de fapt, persoanele în vârstă care devin depresive, de obicei nu au avut nici un episod timpuriu. Femeile sunt afectate de 2-3 ori mai des decât bărbații.

1.2. Semiologia depresiei

Orice depresie comportă o perturbare timică sau afectivă care împiedică activitatea intelectuală și motorie, generează anxietate și perturbă funcțiile motrice.

Tulburarea timică sau starea depresivă. Tulburarea de stare apare într-o manieră insidioasă sau brutală de pe o zi pe alta. Un vag sentiment de plictiseală, de stare morocănoasă poate fi preludiul unei tristeți mai pregnante. O stare de pesimism dureros invadează subiectul, fiind însoțită de o gamă de sentimente de nostalgie, de desgust, de abatere, de devalorizare, de autodepreciere. Pesimismul deformează viziunea asupra sinelui (autodepreciere, uneori culpabilizare) și asupra vieții. Lucrurile și ființele înconjurătoare nu mai prezintă interes. Depresivul nu mai resimte emoții sau plăceri. Astfel, în cazul depresiei coexistă sentimente dureroase (hipertimie) cu indiferența față de exterior (anestezie afectivă). Trecutul, prezentul și viitorul sunt invadate de regrete, remușcări și îngrijorare. Incapacitatea de aș imagina viitorul, de a elabora proiecte este caracteristică depresiei.

Depresivii prezintă într-o manieră mai mult sau mai puțin pregnantă următoarele stări:

tristețe, disperare;

plictiseală pentru orice activitate, chiar pentru cele care produc plăcere;

absența motivației;

sentimente de incapacitate și autodepreciere, în special în cazul depresiei psihotice;

pierderea interesului pentru viată însoțită uneori de dorința de moarte, dorință exprimată sau ascunsă;

evaluarea pesimistă a viitorului sau a situației inexorabil blocată.

Tristețea dureroasă capătă uneori o intensitate intolerabilă, paralizând orice reflecție, anesteziind orice senzație: este o durere morală specifică depresiei endogene care constituie un catalizator suficient de puternic pentru suicid.

Inhibiția psihomotorie. Este o pierdere a elanului vital; activitățile motorii și intelectuale sunt global încetinite. Inițiativa pare abolită. Orice activitate se efectuează cu lentoare și efort, fiind resimțită ca o sursă de oboseală. Într-adevăr, oboseala și dezinteresul par să se alieze pentru a frâna operațiunile psihice și motrice sau pentru a le face imposibile. Expresia feței poate adesea să exprime tristețe. Voce este stinsă, fără relief sau modulații, este monocordă. Gestica este lentă, adesea incompletă (bradikinezie). Efortul pare apăsător.

O încetinire psihică acompaniază acestă perturbare motrice. Ideația este încetinită (bradipsihie), vorbirea este lipsită de rapiditate și de vivacitate, trenantă. Discursul pare tern, rudimentar. Răspunsurile sunt eliptice.

Conținutul ideatic pare redus; gândirea se focalizează asupra unei idei stereotipe cu tonalitate depresivă.

Asocierea de idei este mediocră; întelegerea pare obstrucționată. Depresivul răspunde cu lentoare. Amintirile sunt imprecise și evocarea lor este laborioasă. Atenția spontană la mediul înconjurător pare îngreunată. Judecată este distorsionată sub influența tulburării de stare. Totul pare integrat într-o perspectivă sumbră. În cazul depresiei melancolice, subiectul este resemnat; din contră, în cazul depresiei nevrotice, subiectul evocă posibilele remedii, care sunt întotdeauna formulate ca niște cereri adresate apropiaților. Discursul pare prolix, mimica este mai expresivă, patetică cu o aparentă exacerbare ideatică înlocuind inhibiția psihomotrice, în special în cazul depresiilor nevrotice. Dar în spatele acestei fațade, se ascunde o oboseală insurmontabilă.

Inhibiția psihomotrice cvasi-constantă se exprimă ca o lipsă de energie, de gust, de tonus, de antren, de vivacitate, de dinamism, ca o persistentă oboseală, abatere, epuizare.

Tristețea dureroasă și pierderea tonusului vital sunt două caracteristici fundamentale ale depresiei.

Anxietatea și tulburările de caracter. Anxietatea este întotdeauna asociată depresiei.

Anxietatea induce teamă subiectului de un rău virtual, în timp ce pentru pesimistul depresiv și în particular pentru cel melancolic, catastrofele sunt actuale și inevitabile.

Episoadele anxioase din timpul depresiei au fluctuații; perioadele de paroxism ale anxietății pot conduce la suicid în dorința de a scăpa de angoasa suferită. Atacurile de panică sunt frecvent observate în timpul sindroamelor depresive. Tulburările anxioase (panică, fobie, obsesie) sunt complicate adesea de accese depresive. Depresia și anxietatea sunt două entități patologice distincte aflate în interrelație și care par uneori că derivă una din alta.

Anxietatea poate să se exprime printr-o iritabilitate, prin manifestări agresive și uneori prin agitație.

În cazul depresiei nevrotice, subiectul este conștient de maladia sa și o proclamă; în cazul depresiei melancolice intensitatea este variabilă cu atacuri de raptus suicidar sau cu perioade de petrificare. Semiologia anxietății este completată de asemenea de tremur, gură uscată, presiune toracică, stări febrile, diverse spasme.

Simptome fizice. Sunt foarte frecvente. Unele pot fi nespecifice, altele pot fi evocatoare; aceste simptome pot masca maladia reală și pot induce în eroare personalul medical.

Tulburările de somn sunt constante. Insomnia apare ca o regulă, dar tipurile de apariție pot fi diferite:

insomnia cu trezire precoce, la ora 3 sau 4 dimineața, însoțită de angoasă, considerații lugubre, este evocatoare pentru depresie, în special pentru cea endogenă;

insomnia de adormire, care evocă în special aspectul anxios;

insomnia care sumează cele două fenomene prezentate anterior;

insomnia cu treziri frecvente, care reduce semnificativ perioada de somn.

Tulburările de somn condiționează oboseala, și pentru subiectul depresiv, somnul nu este niciodată reparator.

O situație paradoxală, este constituită de unele forme de depresie care sunt acompaniate de o prelungire a perioadelor de somn (hipersomnie), dar acest fapt nu este resimțit de subiect ca fiind binefăcător. Acest simptom se manifestă în cazul depresiilor sezoniere și a depresiilor atipice.

Tulburările digestive sunt dominate de anorexie, manifestată aproape constant. Dezgustul pentru hrană este o regulă globală pentru depresivi. Apetitul dispare și mâncărurile par insipide. Această pierdere a gustului ilustrează incapacitatea de simți plăcerea.

Slăbirea, ca o consecință a anorexiei, caracterizează anumite depresii endogene. Depresivii se plâng adesea de grețuri, spasme ale stomacului, constipație sau diaree, îngreunare epigastrică.

Din contră, în alte situații se manifestă o necesitate imperioasă de a mânca mult, cu o anumită voracitate; această bulimie este reacțională la accesele anxioase.

Tulburările sexuale permanente, de intensități diverse, se exprimă printr-un dezinteres pentru sexualitate; frigiditate la femeie, impotență la bărbat, mai mult sau mai puțin pronunțate. Dificultățile sexuale sunt rar raportate spontan, de obicei fiind declarate de consort(a).

Sexualitatea depresivului nu este întotdeauna diminuată. În cazul depresiei melancolice, sexualitate emerge către comportamente sexuale neobișnuite, exhibiționiste, la femeie putându-se manifesta prin prostituție. În acest caz, universul morbid este invadat de imagini și gânduri sexuale obsedante. Această efracție a erotismului în personalitate, în special la persoanele credincioase, determină apariția unei culpabilități disperate și suicidare.

Alte tulburări somatice nu au suport organic, fiind calificate ca funcționale : palpitații, vertij, tremur, spasme, nod în gât, apăsare toracică, dureri ale coloanei vertebrale și ale capului, tulburări senzoriale, senzația de muște zburătoare, vedere încețoșată, țuituri în urechi.

Aceste tulburări sunt o transpunere în plan fizic a afecțiunii psihiatrice subiective.

Se observă în toate formele de depresie. Ele sunt mai exteriorizate în cazul depresiilor nevrotice, dar se întâlnesc și în alte stări anxioase.

Aceste tulburări pot împiedica punerea unui diagnostic precis între diverse maladii. Aceste manifestări sunt permanente în cazul nevrozelor și a stărilor nevrotice, și pot indica apariția unui fenomen depresiv dacă se instalează recent și cu o anumită bruschețe.

Dorința de suicid. Atracția pentru moarte este aproape o constantă a constelației depresive. Dorința de suicid nu este întotdeauna resimțită sau exprimată, ci uneori este voluntar ascunsă. Intensitate ei variază în funcție de tipul de depresie și de moment. Astfel, un depresiv poate să nu aibă nici o tendință de a se sinucide într-o seară, iar a doua zi de dimineață să aibă o necesitate imperioasă.

Aceste fluctuații din timpul unei zile sunt uneori fără vreun motiv aparent, cum sunt în cazul depresiei endogene, dar pot constitui și un răspuns la evenimentele exterioare, ca în cazul depresiilor psihogene. În orice caz, per ansamblu aceste tendințe suicidare sunt imprevizibile.

Proiectul suicidar poate fi formulat de depresiv, dar în majoritatea cazurilor anturajul îl consideră cu naivitate ca fiind incredibil. Unii subiecți neagă orice intenție de a se suicide, pentru că nu are curaj, din cauza rușinii resimțite sau pentru a nu fi împiedicat în planurile sale. În cazul depresiei endogene, suicidul este premeditat și ascuns cu multă grijă. Există și hotărâri bruște de suicid numite pulsiuni suicidare sau raptus suicidar, care sunt susținute de anxietate. Este foarte greu de evaluat riscul suicidar, care este mai manifest în cazul depresiilor endogene, depresiilor severe și a depresiilor anxioase. Orice tip de calificare rămâne aleatorie, în ciuda instrumentelor de evaluare precise (grile de evaluare), deoarece gravitatea este fluctuantă în timp, uneori de la un minut la altul.

1.3. Clasificări ale depresiei

Pentru clasificarea depresiei există două sisteme: un sistem tradițional (care consideră următoarele clase de depresii: psihotică-endogenă, nevrotică, recațională, simptomatică) și un sistem modern (sistemul INSERM, sistemul OMS, sistemul DSM IV).

1.3.1. Sistemul tradițional de clasificare a depresiei

Profilul clinic al unei depresii depinde în mare parte de natura sa endogenă, psihogenă, reacțională sau simptomatică (fără vreo cauză aparentă). Diferitele simptome pot sugera apartenența la una dintre clase, dar nici un simptom nu este specific; astfel regruparea lor devine evocatoare.

Pentru a preciza natura unei depresii, trebuie cunoscute antecedentele personale și familiale, ale personalității subiectului înainte de apariția maladiei, ale evenimentelor și problemelor din timpul vieții pacientului. O depresie brutală fără vreo cauză aparentă, la un subiect având antecedente familiale de depresie, este probabil o depresie endogenă. O depresie care succedă o constrângere, la o personă fragilă, imatură, riscă să cauzeze o depresie nevrotică. În orice caz întrebarea referitoare la natura depresiei rămâne deschisă și complexă.

Depresia endogenă tipică este caracterizată de o durere morală, cu o indiferență afectivă (anestezie afectivă) pentru mediul exterior, o inhibiție marcantă, autodezevaluare și autoacuzare, idei delirante, de ruină și catastrofă, de incurabilitate, insomnie cu trezire precoce, anorexie cu slăbire, dezgust față de viață. Fluctuația acestor simptome în timpul zilei este particulară depresiilor endogene; simptomele sunt foarte marcante dimineața, dar tind să se estompeze în timpul zilei. În ansamblu, depresivul melancolic nu recunoaște aspectul patologic al stării sale și refuză orice intervenție medicală, pe care o consideră inutilă.

Depresia nevrotică sau psihogenă este caracterizată de anxietate, iritabilitate, de plângeri funcționale multiple, de absența ideilor delirante și de cererea ajutorului.

Auto-resemnarea este înlocuită de auto-acuzare. Spre deosebire de depresia melancolică, depresivul nevrotic include evenimente și persoane apropiate în tratarea stării sale și este capabil să sugereze strategii susceptibile de ameliorare a maladiei sale.

Contrar depresiei endogene, tristețea și angoasa tind să fie exacerbate în timpul serii; tulburările de somn sunt frecvente.

Depresia simptomatică. Expresia acestei depresii este funcție de maladia care evoluează în plan secund. Adesea, oboseala și încetinirea psihomotrice sunt marcante, iar afecțiunile somatice pot fi legate de maladia secundară.

Uneori, componenta anxioasă este suficient de pronunțată, în special în cazul depresiilor apărute pe parcursul unor maladii grave, cum ar fi de exemplu afecțiunile glandei endocrine (hipertiroidie sau maladia Basedow).

1.3.2. Sistemul modern de clasificare a depresiei

Clasificarea INSERM (Institut national de la Santé et de la Recherche médicale en France) prezintă 20 de categorii diagnostice ale tulburărilor mintale printre care figurează depresia la diferite rubrici:

psihoze maniace și depresive;

schizofreniile cronice comportă o subcategorie: “schizofrenie cronică cu tulburări timice. Stări de depresie și de excitație atipică”;

depresiile simptomatice relevând sau acompaniind o maladie psihică;

“stările depresive non-psihotice” cu:

stare depresivă de tip nevrotic. Depresie nevrotică;

depresii reacționale non-psihotice.

Clasificarea INSERM ține cont de asemenea de diverse alte tipuri de depresii, dar categoriile izolate nu au criterii de clasificare. Nu există nici un criteriu pentru a ghida către luarea unei decizii de diagnostic medical, totul depinzând de experiența medicului și de cunoștiințele sale teoretice.

Clasificarea OMS (Organizația Mondială pentru Sănătate) grupează, de la F30 la F39, tulburările de stare (afective): fiecare sub-categorie este descrisă, fiind definită pe baza criteriilor clinice.

F30. Episodul maniac.

F31. Tulburarea afectivă bipolară care poate avea mai accentuat aspectul manaic sau depresiv cu diferite intensități, sau cu remisii.

F32. Episoadele depresive. Sunt de asemenea prezente:

F32.0. Episodul depresiv ușor.

fără sindrom somatic;

010. cu sindrom somatic.

F32.1. Episodul depresiv mediu.

10. fără sindrom somatic;

11. cu sindrom somatic.

F32.2. Episod depresiv sever fără simptome psihotice.

F32.3. Episod depresiv sever cu simptome psihotice.

F32.4. Alte episoade depresive.

F33. Tulburarea depresivă recurentă unde se regăsesc aceleași categorii de gravitate de la episoadele depresive, dar apariția unui episod maniac duce la includerea la rubrica bipolară.

F34. Tulburări de stare (afective) persistente. Comportă patru categorii:

F34.0. Ciclotomie. “Instabilitate persistentă a stării, care comportă numeroase episoade de depresie ușoară”. Starea poate fi stabilă pe perioade mai mult sau mai puțin prelungite. “Fluctuațiile de stare sunt de obicei resimțite de subiect ca fiind independente de orice factor extern.” Această remarcă sugerează mai degrabă o caracteristică endogenă.

F34.1. Distimie. Este definită ca “depresie cronică de stare, dar a cărei severitate este insuficientă sau a cărei durată episodică este prea scurtă, pentru a justifica un diagnostic de tulburare depresivă recurentă ușoară sau medie”. Se precizează că unii subiecți se simt bine câteva zile dar se simt depresivi în cea mai mare parte a timpului. “Din partea lor, nimic nu le este agreabil”. Distimia ne conduce la nevroza depresivă, la depresia nevrotică, la personalitatea depresivă, unde se întrepătrund maladia de stare cu dimensiunea nevrotică a personalității.

F34.8. Alte tulburări de stare (afective persistente).

F38. Alte tulburări de stare (afective). Această categorie permite menționarea:

F38.0. Episodul depresiv mixt caracterizat de prezența simptomelor hipomaniace, maniace sau depresiv mixte cu alternare rapidă (de obicei în interval de câteva ore).

F38.1. Tulburări depresive recurente scurte.

Clasificarea OMS introduce noțiunea de severitate a unui episod depresiv cu trei nivele de gravitate: ușor, mediu și sever. Chiar dacă este dificilă cuantificarea intensității unui moment determinat, nu trebuie ignorate fluctuațiile de gravitate care pot surveni pe parcursul evoluției maladiei sau ca o reacție la mediul exterior. Din pacate această clasificare ignoră complet stările depresive simptomatice.

Manualul de diagnostic și statistică a maladiilor mentale (DSM IV). DSM IV este redactat de Asociația Americană de Psihiatrie (APA), constituind sistemul de diagnostic cel mai des utilizat.

Principiu

Clasificarea maladiilor mentale se efectuează după 5 axe:

Axul I raportează simptomele diferitelor maladii mentale: toate formele de diagnostic sunt prezente.

Axul II prezintă tulburările de personalitate și de dezvoltare.

Axul III regrupează maladiile somatice care se pot manifesta în același timp cu maladia mentală.

Axul IV enumeră diversele stresuri psihosociale care pot fi concomintente cu maladia mentală.

Axul V apreciază nivelul maxim de adaptare psihosocială în anul precedent diagnosticului.

O depresie va fi diagnosticată conform axului I. Dacă depresia survine pe fondul unei personalități patologice, ea va fi cotată conform axelor I și II. Dacă există o maladie organică sau un stres psihosocial, depresia va fi de asemenea cotată după axele III și IV.

Lecturarea criteriilor de diagnostic pentru categoriile de depresie conform DSM IV permite familiarizarea cu multiplele moduri de expresie ale maladiei. Claritatea enunțului criteriilor evită ambiguitățile și permite situarea depresiilor într-un cadru determinat. Obiectivul DSM IV nu este de a stabili o clasificare a depresiilor pe baza unor concepte teoretice (endogenă / psihogenă), ci de a descrie pacienții. Clasificarea DMS IV răspunde întrebărilor esențiale despre natura, intensitatea și durata simptomelor. Secțiunea dedicată tulburărilor de stare este structurată în trei părți:

Prima parte descrie principalele episoade timice, în principal episodul depresiv major, episodul maniac, episodul mixt și cel hipomaniac.

Cea de a doua parte descrie diferitele tulburări de stare: tulburări depresive (majoră, izolată sau recurentă), tulburarea distimică sau tulburarea bipolară, conținând tulburarea ciclotimică.

Cea de a treia parte comportă diferite specificații privind aspectul clinic al episodului depresiv: gradul de severitate, prezența unor caracteristici psihotice sau atipice, modul evolutiv.

Episodul depresiv major. Criteriile sunt următoarele:

Cel puțin 5 simptome consecutive trebuie să fie prezente în aceeași perioadă cu o durată de două săptămâni și aceste simptome trebuie să reprezinte o modificare în raport cu funcționarea anterioară; cel puțin unul dintre simptome este fie (1) o stare depresivă, fie (2) o pierdere a interesului sau a plăcerii.

Starea de depresivă trebuie să fie prezentă practic toată ziua, aproape în fiecare zi, semnalată de subiect (de exemplu: senzația de tristețe sau de vid) sau să fie observată de anturaj (de exemplu: lacrimi). In cazul copilului sau a adolescentului, se manifestă sub forma iritabilității.

Diminuarea marcantă a interesului sau a plăcerii pentru toate sau aproape toate activitățile, practic toată ziua, timp de mai multe zile consecutive.

Pierderea sau câștigarea unei greutăți semnificative în absența unui regim.

Insomnie sau hipersomnie aproape zilnic.

Agitație sau încetinirea psihomotrice aproape zilnic.

Oboseală și pierderea energiei zilnice.

Sentiment de devalorizare sau de culpabilitate excesivă sau nepotrivită (care poate fi delirantă) repetat în fiecare zi.

Diminuarea aptitudinii de gândire sau de concentrare sau indecizie, aproape zilnic.

Simptomele nu răspund la criteriile unui episod mixt.

Simptomele induc o suferință clinic semnificativă sau o alterare a funcționării sociale, profesionale sau a altor domenii importante.

Simptomele nu pot fi atribuite unor efecte psihologice ale unei substanțe sau unei afecțiuni medicale generale.

Simptomele nu pot fi explicate mai bine printr-un doliu, simptomele persistă mai mult de două luni sau sunt acompaniate de o alterare marcantă a funcționării, de preocupări morbide, de devalorizare, de idei suicidare, de simptome psihotice sau de o încetinire psihomotrice.

Mai multe categorii de episod depresiv sunt definite în funcție de severitate (ușor, mediu, sever, cu sau fără caracteristici psihotice, cu remisie parțială, sau cu remisie completă), de cronicitate, de prezența caracteristicilor catatonice, melancolice sau atipice și a profilului evolutiv (cu sau fără vindecare completă între episoade, cu caracter sezonier, cu cicluri rapide).

DSM IV introduce de asemenea, în afară de simptome, noțiunea de suferință resimțită de subiect și noțiunea de încetinire a nivelului activităților cotidiene.

Tulburarea ciclotimică este o tulburare de stare permanentă, având perioade depresive și hipomaniace care nu au intensitatea pentru a îndeplini criteriile unui episod depresiv major sau de manie, subiectul neavând vreo perioadă fără simptome timp de două luni.

DSM IV menționează de asemenea încetineala: “F: simptomele antrenează o suferință clinică semnificativă sau o alterare a funcționării sociale, profesionale sau a altor domenii importante”.

Tulburarea distimică, numită de asemenea nevroză depresivă, este caracterizată printr-o tulburare depresivă cronică de stare a cărei severitate este insuficientă pentru a fi considerată ca un episod de depresie majoră, cu care are câteva simptome în comun, dar care sunt mult mai atenuate. Criteriile DSM IV sunt următoarele:

Stare depresivă prezentă practic toată ziua, mai mult de o zi din două timp de doi ani, stare semnalată de subiect sau observată de anturaj.

Când subiectul este deprimat, el prezintă două dintre simptomele următoare:

pierderea apetitului sau hiperfagie;

insomnie sau hipersomnie;

scăderea energiei sau oboseală;

stima pentru propria persoana este redusă;

dificultăți de concentrare sau dificultăți de a lua decizii;

sentimente de pierdere a speranței.

Nu există perioade de mai mult de două luni fară simptome.

Pe parcursul primilor doi ani de perturbare timică, nu s-a semnalat nici un episod depresiv major, explicat printr-o tulburare depresivă majoră cronică sau cu remisie parțială.

DSM III precizează de asemenea că “simptomele atrenează o suferință clinică semnificativă sau o alterare a funcționării sociale, profesionale sau a altor domenii importante”.

DSM IV recomandă de asemenea specificații suplimentare despre tulburarea distimică:

Dacă are apariție precoce înainte de vârsta de 21 ani sau este tardivă după 21 ani;

Dacă comportă caracteristici atipice.

1.3.3. Grile de evaluare ale depresiei

Pacienților le sunt date să completeze numeroase chestionare și liste de simptome, iar grilele de apreciere a semiologiei au mai multe obiective:

Cuantificarea depresiei, mai precis estimarea severității;

Urmărirea evoluției maladiei sub tratament;

Evaluarea importanței principalelor simptome (anxietate, încetinire, tulburări psihice, idei suicidare) în cadrul gravității generale a maladiei, condiționând alegerea terapiei.

Utilizarea unor asemenea instrumente aduce un plus de rigoare în aprecierea eficienței tratamentelor.

Autochestionare pentru simptomatologia depresivă. Principiul de a chestiona pacientul, prin intermediul unor fraze și adjective descriind diverse stări psihice anormale, de intensitate crescătoare, pentru a decela starea lui actuală.

Scala de auto-apreciere Zung. Pacientul răspunde la 20 de propoziții privind starea sa, la care are răspunsuri de tipul: deloc, excepțional (rar), uneori, adesea, sau foarte des.

Chestionarul QD2 a lui P. Pichot face parte tot din această categorie de grile de autoevaluare:

* În acest moment, viața mea pare vidă Adevarat □ Fals □

* Îmi este greu să mă debarasez de gândurile rele

care îmi trec prin cap Adevarat □ Fals □

* Sunt fără energie Adevarat □ Fals □

* Mă simt blocat (ă) sau blocat (ă)

în fața celui mai simplu lucru Adevarat □ Fals □

* Sunt dezamăgit (ă) și dezgustat (ă)

de mine însumi Adevarat □ Fals □

* Sunt obligat (ă) să mă forțez pentru

a face cel mai banal lucru Adevarat □ Fals □

* Îmi este greu să fac lucruri pe care

le făceam cu ușurință Adevarat □ Fals □

* În acest moment, sunt trist Adevarat □ Fals □

* Îmi fac mai puțină plăcere decât înainte

lucrurile care prezentau interes Adevarat □ Fals □

* Memoria mea mi se pare mai proastă

decât de obicei Adevarat □ Fals □

* Nu am speranțe de viitor Adevarat □ Fals □

* În acest moment, mă simt mai puțin

fericit(ă) decât majoritatea oamenilor Adevarat □ Fals □

Pacientul completează chestionarul. Fiecare răspuns adevărat valorează un punct. Nota totală variază de la 0 la 13. Orice notă egală sau superioară lui 7 afirmă existența unei simptomatologii depresive clinic semnificativă.

Scale de apreciere a depresiei. Aceste instrumente de evaluare sunt completate de medic pe baza unui interviu cu pacientul.

Scala de depresie Hamilton este cea mai cunoscută. Există mai multe versiuni: versiunea 1967 are 25 de puncte cotate de la 1 la 3 sau de la 1 la 5.

Punctele scalei sunt: stare depresivă, sentimente de culpabilitate, de suicid, insomnie la începutul nopții, insomnie la mijlocul nopții, insomnie matinală, munca și activitățile, încetinirea, agitația, anxietatea psihică, anxietatea somatică, simptome somatice generale, simptome genitale, hipocondrie, pierdere a greutății raportată de pacient, pierdere a greutății constată în urma cântăririi, statusul conștienței, variații ale simptomatologiei în timpul zilei, depersonalizarea și de-realizarea, simptome delirante (de persecuție), simptome obsesionale și compulsionale, sentimente de neputință, sentimentul de a fi fără speranță, sentimente de devalorizare.

Fiecare nivel în cadrul unuia dintre punctele din scală este precizat printr-o frază sau câteva cuvinte. Spre exemplu la primul punct din scală “stare depresivă” se consemnează:

Tristețe, fără speranță, neputință, autodepreciere:

* Absent;

* Aceste stări afective nu sunt semnalate decât dacă subiectul este interogat;

* Aceste stări afective sunt semnalate verbal spontan;

* Subiectul comunică aceste stări afective într-o formă neverbalizată – exemplu prin expresia sa facială, atitudine, voce și tendința de a plânge;

* Subiectul nu comunică practic aceste stări afective prin comunicații spontane verbale sau într-o formă neverbalizată.

Scala Montgomery și Asberg (MADRS) este cea mai utilizată. Ea conține 10 puncte și 6 grade de intensitate crescătoare cu valori definite (0, 2, 4, 6) și cu valori intermediare fără definiție. Fiecare punct comportă o descriere succintă. Spre exemplu, punctul 1 este prezentat în modul următor:

1. Tristețe aparentă

Corespunde descurajării, depresiei și disperării reflectată verbal, prin mimică sau prin postură. Cotarea funcție de profunzime și de incapacitatea de detașare:

0 Nu există tristețe

1

2 Simplă descurajare, dar subiectul nu se poate detașa cu ușurință.

3

4 Pare trist și nefericit în majoritatea timpului

5

6 Pare nefericit tot timpul. Este extrem de descurajat.

Celelalte puncte ale scalei MADRS sunt:

2. Tristețe exprimată

3. Tensiune interioară

4. Reducere a somnului

5. Reducere a apetitului

6. Dificultăți de concentrare

7. Delăsare

8. Incapacitatea de a resimți

9. Gânduri pesimiste

10. Idei de suicid

Pentru scalele de cuantificare, nu este definită o notă absolută peste care putem afirma existența depresiei sau sub care nu există simptomatologia suficientă de încadrare a maladiei.

Scalele sunt utilizate în studiile clinice pentru a fixa un minim de gravitate. Ele servesc la urmărirea evoluției maladiei într-o manieră obiectivă cuantificată. Ele nu sunt niciodată fundamentul unui diagnostic pentru depresie, pentru stabilirea exactă a unui diagnostic fiind necesară observația clinică și utilizarea criteriilor diagnostice.

Diversele clasificări, utilizarea extensivă a criteriilor de diagnostic și a scalelor de evaluare nu permit elucidarea dezbaterii asupra conceptului categorial sau unitar al depresiei.

1.4. Teorii genetice și biochimice ale apariției depresiei

1.4.1. Teoriile genetice ale apariției depresiei

Factorii genetici sunt importanți atât în depresiile unipolare cât și în cele bipolare. Rata morbidității depresiei este puțin mai mare la rudele de gradul I (părinți, frați, și copii) ale pacienților cu boli depresive, decât în rândul populației normale. Rata generală de concordanță pentru gemenii monozigoți cu depresie bipolară poate ajunge la 80 %; rata pentru gemenii dizigoți este de aproximativ 10 % (aceeași ca și pentru frați).

Unii pacienți cu depresie unipolară sau bipolară, prezintă o disfuncție în cortexul prefrontal ventral, la nivelul regiunii geniculate a corpului calos (figura 1.1). În timpul fazei depresive a bolii bipolare activitatea este scăzută, în timp ce în faza maniacală ea este crescută. Cele două imagini reprezintă descreșterea metabolismului, la pacienții cu depresie, relativ la situația control. Ambele faze ale bolii sunt localizate în regiunea agranulară a girusului cinguli ventral anterior, până la nivelul corpului calos (după Drevets et al. 1997.)

Figura 1.1. Descreșterea metabolismului, la pacientii cu depresie, relativ la situația control. Disfuncțiile sunt prezente la nivelul cortexului prefrontal ventral și a regiunii geniculate a corpului calos (Kandel et al., 2000).

Seymour Kety, Paul Wender și David Rosenthal au extins studiile lor referitoare la tipurile de schizofrenie la familii cu copii adoptați pentru a include tulburările maniaco-depresive. Ei au descoperit că numărul tulburărilor de dispoziție printre părinții biologici ai copiilor adoptați ce aveau boli depresive sau maniaco-depresive era mai mare decât în cazul părinților adoptivi (și mai mare decât în cazul părinților biologici și adoptivi ai copiilor adoptați sănătoși mental). Impresionant este că incidența sinuciderilor la rudele biologice ale copiilor adoptați, care sufereau de boli depresive, este de șase ori mai mare decât la rudele biologice ale copiilor normali adoptați. Mai mult, concordanța ratei de îmbolnăvire afectivă la gemenii monozigoți crescuți separat este de 40-60 %, asemănătoare cu cea a gemenilor crescuți împreună.

Această concordanță a îmbolnăvirii de depresie unipolară și bipolară la perechile de gemeni monozigoți indică faptul că la fel ca și schizofrenia, depresia majoră este poligenică. Se pare că sunt implicate câteva gene fiecare având câte o contribuție mică. Și factorii ne-genetici sunt importanți în apariția tulburărilor afective. Din 1940 vârsta instalării a devenit mai mică (28 de ani în loc de 35), iar incidența apariției depresiilor la familiile pacienților a crescut. Probabil că persoanele vulnerabile la depresie sunt acum mai predispuse să manifeste boala decât erau cu jumătate de secol în urmă, din cauza stresului crescut din zilele noastre. În plus, poate apare și o anticipare genetică.

Analiza genetică de linkage a condus la identifcarea mai multor loci care ar putea să contribuie la maladiile afective. Deși nu s-a identificat încă o genă specifică, un anumit locus de pe cromozomul 18 (18q 22-23) pare să fie implicat în acest proces.

Studiile făcute prin tomografie prin emisie de pozitroni și prin imagistică de rezonanță magnetică funcțională au descris recent posibilitatea unei disfuncții anatomice în cortexul prefrontal ventral până la regiunea geniculată din corpul calos, prezente în depresiile unipolare și bipolare familiale. În timpul fazei depresive a boli, activitatea este scăzută în această zonă la pacienții cu depresie unipolară sau bipolară. Această scădere este justificată, în mare parte, de reducerea de volum (cu aproximativ 45 %) a substanței cenușii din această parte a cortexului prefrontal. În contrast, la pacienții cu depresie bipolară, în această regiune apare o creștere a activității în timpul fazei maniacale a bolii.

1.4.2. Teorii biochimice ale apariției depresiei

Teoria serotonergică se bazează pe transmisia sinaptică hipo-serotonergică. Există multe argumente clinice și experimentale care susțin această ipoteză: (i) serotonina este implicată în toate funcțiile importante perturbate în timpul depresiei – angoasă, somn, ingestia de alimente, activitate motorie, sexualitate, activitatea axului hipotalamosuprarenal; (ii) serotonina este implicată în agresivitate și impulsivitate, și actul de suicid este considerat un act de agresiune împotriva sinelui; (iii) se înregistrează adesea o diminuare a nivelului metaboliților serotoninei (în special a 5-HIAA) în lichidul cefalorahidian al pacienților depresivi. (iv) unele studii indică o diminuare a nivelului plasmatic al triptofanului (precursorul serotoninei) la pacienții depresivi. (v) depleția triptofanului, datorată regimului alimentar, provoacă apariția stărilor de depresie la pesoanele vulnerabile. (vi) aportul exogen de 5-HTP (un precursor al serotoninei) poate avea un efect terapeutic în cazul depresiei. (vii) studiile pe plachetele sanguine, considerate de unii cercetători un model echivalent periferic al neuronului (datorită unor similitudini), au dovedit existența la depresivi a unor anomalii serotonergice la acest nivel, mai precis creșteri ale binding-ului imipraminei, anomalii ale agregării plachetare (este un proces dependent de serotonină) și o creștere a afinității plachetelor pentru serotonină. (viii) o slabă colesterolemie este corelată cu creșterea riscului suicidar, iar această reducere a colesterolului membranar reduce trecerea triptofanului spre creier. (ix) la depresivi există anomalii endocrine dependente de serotonină, cum ar fi funcționalitatea cortizolului sau răspunsurile termice. (x) examenele anatomo-patologice ale creierului sinucigașilor au relevat anomalii ale receptorilor serotonergici 5-HT1A și 5-HT2A la nivelul cortexului frontal și hipocampus. (xi) studiile PET au relevat anomalii ale receptorilor 5-HT1A și 5-HT2A la pacienții deprimați. (xii) argumentul cel mai important este stimularea serotonergică determinată de tratamentul cu antidepresive.

Figura 1.2. Transmiterea sinaptică serotonergică. Eliberarea 5-HT în fanta sinaptică activează receptorii postsinaptici care traduc semnalul prin diferite căi de mesageri secundari. Aceste căi activează factori de expresie, cum ar fi CREB, conducând la inducția unor gene țuintă, de exemplu BDNF. 5-HT este, în mod normal, rapid înlăturată din fanta sinaptică prin degradarea via MAO și prin recaptarea în porțiunea presinaptică de către SERT. Multe antidepresive, utilizate în mod curent, acționează asupra sinapselor serotonergice: SSRI inhibă recaptarea serotoninei, MAOI blochează degradarea serotoninei, iar alte antidepresive au efecte suplimentare asupra receptorilor 5-HT2 postsinaptici și 5-HT1A și 5-HT1B pre- și postsinaptici. Mecanisme similare sunt eficiente și la nivelul sinapselor noradrenergice (Urani et al., 2005)

Primele medicamente folosite pentru tratamentul depresiei au fost descoperite prin accidental, spre exemplu compușii triciclici (TCA) erau inițial utilizați ca agenți antihistaminergici, iar primii inhibitori ai MAO erau medicamente antituberculoză. Datorită observațiilor clinice atente, s-a descoperit că aceste medicamente îmbunătățeau simptomele depresiei. Mecanismul biologic comun ar consta într-o potențială influență asupra sistemului monoaminergic. După aceste descoperiri, depresia a fost explicată printr-o disfuncție a neurotransmisiei serotonergice și noradrenergice, și ceva mai recent a celei dopaminergice. Acest deficit monoaminergic poate fi rezultatul mai multor mecanisme: (i) descreșterea sintezei sau degradarea precoce a neurotransmițătorilor; (ii) expresia sau funcția alterată a receptorilor pentru neurotransmițători; și (iii) disfuncția sistemelor de transducție a semnalelor activate de receptorii postsinaptici pentru neurotransmițători. (figura 1.2).

Descoperirea moleculelor țintă pentru prima generație de antidepresive a dus la design-ul unei a doua și a treia generații de medicamente, cum ar fi inhibitorii selectivi ai recaptării serotoninei (SSRI) și inhibitorii selectivi ai recaptării norepinefrinei (SNRI). Din punct de vedere clinic, noii compuși nu sunt mai eficienți decât cei mai vechi, dar au efecte secundare mai reduse. Aceste medicamente își exercită efectul prin creșterea biodisponibilității monoaminelor în fanta sinaptică fie prin (i) blocarea recaptării acestora prin influența directă sau indirectă asupra sistemelor de transport presinaptice; sau prin (ii) inhibarea degredării neurotransmițătorilor. Multe studii preclinice și clinice au vizat sistemele de neutransmițători, serotonina (5-HT) și norepinefrina (NE), și posibilitățile de tratament antidepresiv (Mann, 1999). Mai multe tipuri de receptori serotonergici, în particular 5-HT1A, 5-HT1B, 5-HT1D, 5-HT2A, 5-HT2C, 5-HT6 și 5-HT7, se crede că ar fi implicați în patofiziologia depresiei (Mann, 1999; Pauwels, 2000).

Figura 1.3. Calea serotonergică majoră cu originea în nucleul raphe. A. Secțiunea laterală prin creier arată că nucleii raphe formează o colecție aproape continuă de grupe celulare, localizate pe linia mediană a trunchiului cerebral. Pentru claritate, sunt ilustrați în grupuri distincte: rostral și caudal. Nuclei rostrali raphe proiectează în structurile lobilor frontali. B. Secțiunea transversală prezinta unele dintre țintele majore ale neuronilor serotonergici din nucleii raphe (Kandel et al., 2000).

Căile serotonergice majore își au originea în nucleii raphe din trunchiul cerebral (figura 1.3). Celulele din părțile rostrale ale acestor nuclei proiectează către creierul anterior. Fiecare neuron serotonergic proiectează către sute de celule țintă, având o distribuție largă și difuză. Celulele din partea caudală a nucleilor raphe proiectează către măduva spinării.

Teoria monoaminergică a depresiei poate explica unele trăsături ale maladiei și pe baza acestei teorii au fost realizate tratamente antidepresive timp de aproape 50 de ani. Conceptul acestei teorii nu furnizează o explicație nici pentru numărul de pacienți care nu răspund la agenții terapeutici, și nici pentru perioada de delay a răspunsului terapeutic la tratamentul cu antidepresive. Modificările transmisiei serotonergice ar putea constitui doar inițierea unor modificări plastice mai lente, care să constituie baza reversiei episoadelor depresive. Ipoteze recente încearcă o conceptualizare a teoriei mesagerilor secunzi, care cauzează modificări pe termen lung a expresiei genice, și astfel s-ar putea explica modificările plastice care stau la baza patogenezei și terapiei depresiei.

În cazul teoriilor serotonergice un rol foarte important îl ocupă teoria receptorului 5-HT1A. Această teoria se bazează pe următoarele argumente: (i) toate antidepresivele au în comun inhibiția tonică a receptorilor 5-HT1A postsinaptici, dar nu au alte efecte comune. (ii) co-administrarea unui antagonist 5-HT1A cu un alt antidepresiv acelerează efectul antidepresiv al acestuia (antagonistul 5-HT1A acționează presinaptic, având o mai mare afinitate la acest nivel decât în regiunea postsinaptică, și acest blocaj presinaptic crește eliberarea de serotonină). (iii) efecte antidepresive au fost descrise pentru mai mulți agoniști 5-HT1A (care desensibilizează receptorii 5-HT1A presinaptici și activează receptorii 5-HT1A postsinaptici). (iv) corticoizii, care au efecte depresogene pe termen lung, inhibă receptorii 5-HT1A (ceea ce contituie fundamentul ipotezei cortioide a depresiei). (v) în cazul diferitelor modele animale, stimularea receptorilor 5-HT1A din anumite regiuni ale creierului (ex: hipocampusul) face animale mai tolerante la stimuli de durere. (vi) reducerea receptorilor 5-HT1A a fost detectată prin tehnica PET în cursul stărilor depresive și la analiza postmortem a creierului pacienților suicidari (există rezultate contradictorii în acest sens).

Teoria noradrenergică. Calea noradrenergică își are originea în locus ceruleus (figura 1.4). Locus ceruleus este localizat la baza ventriculului IV și este nucleul noradrenergic cel mai bine descris din creier. Axoni unora din neuronii din locus ceruleus inervează hipotalamusul și alte regiuni ale cortexului cerebral, incluzând hipocampusul. Alți neuroni din locus ceruleus au axoni descendenți care ajung în coarnele dorsale și ventrale ale măduveo spinării. Asemeni celulelor serotonergice, neuronii noradrenergici inervează arii extinse și acționează asupra unor tipuri diferite de receptori. Anumite componente ale sistemului noradrenergic par să fie implicate în sistemul de trezire și în frică (Kandel et al., 2000), în timp ce alte componente sunt implicate alături de componetele mezolimbice ale sistemului dopaminergic în motivația pozitivă și în plăcere. Anxietatea și pierderea plăcerii caracteristică melancoliei și depresiei atipice, ar putea constitui o disfuncție a celor două componente ale sistemului noradrenergic.

Figura 1.4. Calea noradrenergică pornește din locus ceruleus. A. Secțiunea latero-sagitală arată traiectul căii noradrenergice majore, de la locus ceruleus și tegmentul lateral al trunchiului cerebral. B. Secțiunea transversală arată țintele majore ale neuronilor din locus ceruleus (Adaptare după Heimer 1995.)

Studiile referitoare la rolul sistemelor noradrenergice în depresie au generat numeroase controverse deoarece există elemente atât în favoarea unei hipo- cât și a unei hiperactivități noradrenergice. Printre argumentele hipoactivității se numără: (i) alfa-metil-paratirozina și rezerpina (asigură depleția noradrenalinei) au efecte depresogene. (ii) răspunsurile endrocrine la clonidină (un agonist al receptorilor noradrenergici α2) sunt reduse la depresivi, în special secreția hormonului de creștere. (iii) există anomalii ale marcărilor noradrenergici periferici la depresivi, receptorii α2 fiind în număr mare pe plachete, iar receptorii β fiind exprimați mai mult la suprafața limfocitelor. (iv) analizele postmortem ale creierului sinucigașilor relevă că receptorii β sunt supraexprimați în cortexul frontal. (v) agoniștii beta-noradrenergici ar putea avea efect antidepresiv (Lecrubier et al., 1980). (vi) regimul alimentar sărac în tirozină (precursor al căii catecolaminergice) poate provoca depresie la persoanele vulnerabile. (vii) antidepresivele triciclice diminuează numărul de receptori beta-noradrenergici.

Teoria neutrofinelor. Un sistem important de mesageri secunzi activat de tratamentul cu antidepresive este calea ciclic adenozin monofosfatului (cAMP) (Vaidya & Duman, 2001). Generarea cAMP determină activarea protein-kinazei dependente de cAMP (PKA), care la rândul ei activează CREB prin fosforilare. CREB-ul activat crește transcripția multor gene țintă, incluzând factorul neurotrofic derivat din creier (BDNF). BDNF își exercită în principal efectele prin activarea receptorului specific – receptorul pentru tirozin kinaza B (TrkB) (figura 1.5). BDNF și alte neurotrofine influențează plasticitatea structurală și au efecte trofice asupra neuronilor. Observații clinice și experimentale au condus la ipoteza conform căreia un deficit de BDNF contribuie la patofiziologia depresiei (Duman et al. 1997; Altar, 1999).

Stresul cronic, care determină creșterea nivelului plasmatic de corticosteroizi, este privit ca un factor major de risc în dezvoltarea episoadelor depresive (Holsboer, 2000, 2001). Stresul sau tratamentul cu corticosteroizi cauzează o descreștere a ARNm pentru BDNF în hipocampus și în alte regiuni ale creierului, despre care se crede că ar fi implicate în patogeneza depresiei, în special prin activarea receptorilor glucocorticoizi (Nibuya et al., 1995; Smith et al., 1995; Ueyama et al., 1997; Rasmusson et al., 2002). În modelul de depresie la șobolan, cunoscut sub numele de Linia sensibila Flinders, BDNF este exprimat la nivele scăzute în mai multe regiuni din creier comparativ cu șobolanii control, denumiți Linia rezistentă Flinders (Angelucci et al., 2000). La rozătoare, subreglarea BDNF indusă de stres poate fi reversată prin tratamentul cu antidepresive sau prin terapie electroconvulsivă (Nibuya et al., 1995). Acest efect este crescut de combinarea cu activitatea fizică voluntară, care este cunoscută ca având efect antidepresiv la oameni (Russo-Neustadt et al., 2001). Chiar în lipsa stresului, expresia BDNF în hipocampus este indusă de tratamentul cronic cu antidepresive (Nibuya et al., 1995; Smith et al., 1997) sau de terapia electroconvulsivă (Nibuya et al., 1995; Zetterstrom et al., 1998). Adminstrarea cronică a unor clase distincte de antidepresive suprareglează expresia ARNm pentru CREB (Nibuya et al., 1996) și fosforilarea CREB (Thome et al., 2000; Saarelainen et al., 2003) în hipocampus și în alte regiuni ale creierului. Regiunile în care suprareglarea BDNF se realizează ca răspuns la tratamentul antidepresiv, corespund cu regiunile în care este activat CREB. Această corelație sugerează că CREB contribuie la creșterea expresiei hipocampice a BDNF induse de antidepresive. Toate aceste rezultate indică că stresul și depresia coincid cu o descreștere a activității căii CREB-BDNF-TrkB, în timp ce antidepresivele determină o activare a acestei căi de semnalizare.

La nivel clinic, investigațiile postmortem au arătat că pacienții depresivi netratați au nivele scăzute de CREB și de CREB fosforilat în cortex comparativ cu pacienții control (Dowlatshahi et al., 1998; Chen et al., 2001; Yamada et al., 2003). Nivelele serice reduse de BDNF au fost corelate cu starea depresivă a pacienților (Karege et al., 2002). Studiile clinice au detectat concentrații crescute de CREB (Dowlatshahi et al., 1998), BDNF (Chen et al., 2001) și de TrkB (Bayer et al. 2000) la pacienții aflați sub tratament cu antidepresive comparativ cu pacienții netratați. În concluzie, aceste date susțin presumpția conform căreia calea CREb-BDNF-TrkB este implicată în patofiziologia și terapia depresiei.

Figura 1.5. Ipoteza neurotrofică a depresiei. În acord cu ipoteza neurotrofică, antidepresivele activează, printr-o creștere a semnalizării mediate de 5-HT și NE, factorul de transcripție CREB, care la rândul lui crește expresia BDNF. BDNF stimulează CREB via receptorul TrkB. În continuare, BDNF induce efecte trofice și crește plasticitatea, despre care se crede că ar fi efectul terapeutic final al antidepresivelor. În timpul depresiei, expresia BDNF este subreglată printr-o supraproducție de glucorticoizi, care acționează via receptorii GR (Urani et al., 2005).

Un indiciu în plus care susține ipoteza că neurotrofinele ar media efectul antidepresivelor monoaminergice este efectul antidepresiv al BDNF la rozătoare. BDNF injectat în apropiere de nucleul raphe, principala sursă de inervație serotonergică a hipocampusului, are efect antidepresiv în modelul de depresie de tip neajutorare învățată (Siuciak et al., 1997). Injectarea bilaterală a BDNF sau a neurotrofinei 3 în girusul dințat al hipocampusului produce de asemenea efect antidepresiv în testul de înot forțat (Shirayama et al., 2002). Din punct de vedere al utilizării clinice a BDNF, trebuie luat în considerare dimensiunea acestei molecule care trebuie să depășească bariera hematoencefalică, deci o administrare directă la pacienți este exclusă.

Teoria sistemului hipotalamo-pituitaro-adrenal. Stresul este privit ca un factor important patogenetic în episoadele depresive. De aceea, o disfuncție la nivelul axului hipotalamo-pituitaro-adrenal (HPA), principalul sistem de stres endocrinologic la mamifere, a fost postulată ca jucând un rol în depresia umană. În condiții fiziologice, sistemul HPA este activat de factori de stres interni și externi pentru a regla necesitățile energetice crescute, prin eliberarea de glucoză, prin creșterea fluxului sanguin, prin creșterea atenției, în situații critice care pot pune în pericol siguranța individului. Hipotalamusul produce factorul de eliberare al corticotropinei (CRF), care stimulează producția hormon adrenocorticotrop (ACTH) în pituitară, în consecință inducând sinteza și eliberarea de glucocorticoizi (cortizol la om, corticosteron la rozătoare) de glandele adrenale (figura 1.6). Cortizolul eliberat exercită un feedback negativ asupra hipotalamusului pentru a menține echilibrul în sistem.

Figura 1.6. Axul hipotalamo-pituitar-adrenal. Depresia severă este adesea legată de o hiperactivitate în sistemul HPA. În condiții fiziologice, hipocampul și cel mai probabil și alți centri superiori ai creierului reglează eliberarea de CRF din neuronii paraventriulari ai hipotalamusului. CRF activează producerea și secreția de ACTH din pituitară. ACTH determină eliberarea de glucocorticoizi din glanda adrenală. Glucocorticoizii (cortizol la om, corticosteron la șoareci) reglează propria expresie printr-un feedback negativ via receptorii GR și MR. Sistemul HPA este activat de stres. În timpul episoadelor depresive, feedback-ul negativ este perturbat, conducând la o supraproducție de glucocorticoizi. Stresul duce la subreglarea expresiei BDNF, în acord cu descreșterea nivelului de BDNF observate la pacienții depresivi. (Urani et al., 2005).

Mulți pacienți cu episoade depresive majore au disfuncții ale secreției circadiene de cortizol cu nivele sanguine crescute comparativ cu subiecții control sănătoși (Strickland et al., 2002; Gold et al., 2002; Gibbons, 1964; Dolan et al., 1985; Rubin et al., 1987; Deakin et al., 1990; Wong et al., 2000). Concentrațiile crescute de cortizol la pacienții depresivi revin la valori normale în urma tratamentului cu antidepresive (Bhagwagar et al., 2002) sau odată ce depresia dispare spontan (Steckler et al., 1999). Inhibitorii sintezei de cortizol, cum ar fi ketoconazolul, au de asemenea efecte pozitive în tratamentul depresiei majore (Wolkowitz et al., 1993, 1999). Toate aceste date sugerează o supraactivitate a sistemului HPA în etiologia maladiilor de stare (Stokes, 1995). Mecanismele dezinhibării axului HPA în depresie nu au fost elucidate și pot implica orice nivel anatomic de reglare, de la centrii nervoși superiori până la glandele adrenale.

Receptorii corticosteroizi joacă un rol cheie în reglarea sistemului HPA, deoarece mediază feedback-ul negativ al corticosteroizilor în centrii nervoși superiori din hipotalamus și hipocampus. O disfuncție a acestor receptori poate explica supra-activitatea din axul HPA observată la pacienții depresivi. O altă posibilitate ar fi ca CRF să exercite o suprareglare primară care să conducă la dezinhibarea sistemului HPA, iar subreglarea secundară a receptorilor corticosteroizi să determine apariția unor nivele plasmatice excesive de cortizol. Un studiu clinic a sugerat că un antagonist al GR (mifepristonă, RU486) are efecte antidepresive în depresia majoră psihotică, ceea ce reprezintă tipul de depresie cu anormalitățile cele mai accentuate la nivelul axului HPA (Belanoff et al., 2002). Acest efect poate fi obținut în câteva zile, în contrast cu efectul de câteva săptămâni ale antidepresivelor convenționale (Belanoff et al., 2002). Un număr mare de studii pe animale susțin ipoteza unei secreții nerestricționate a CRF în sistemul nervos central, care produce simptome de depresie și anxietate prin intermediul activării continue a receptorilor CRF (Stout et al., 2002). Astfel, injecția CRF intracerebroventricular sau topic la șoabolani și șoareci determină un comportament de trezire și de tip anxietate (Weiss et al., 1986a; Buwalda et al., 1997; Kagamiishi et al., 2003).

1.5. Tipuri de tratament pentru maladiile depresive

Conform manualului Merck, Secțiunea 15 Afecțiuni psihiatrice, Capitolul 189 Maladii de stare, există mai multe modalități de tratament ale depresiei. Astfel, principiile generale de tratament spun că majoritatea pacienților depresivi sunt tratați ambulator. Farmacoterapia coroborată cu psihoterapia este de obicei varianta de tratament cel mai des utilizată în cazul depresiei moderate spre severă; depresia ușoară poate fi tratată doar pe baza psihoterapiei. În cazul tuturor pacienților depresivi, trebuie luată în considerare posibilitatea dorinței de suicid.

1.5.1. Tratamentul cu antidepresive

1.5.1.1. Tratamentul cu antidepresive clasice

Cel mai larg folosite antidepresive se încadrează în 3 clase principale: (i) inhibitori ai monoaminoxidazei – precum fenelzina (figura 1.4). Acestea au fost primele antidepresive eficiente, dar acum se folosesc mai rar; (ii) compușii triciclici – sau inhibitori generali ai aminelor, cum ar fi imipramina, sunt denumiți așa după cele 3 inele moleculare din structura lor (figura 1.4). Acești compuși inhibă recaptarea atât a serotoninei cât și a norpinefrinei și sunt, probabil, cele mai eficiente medicamente pentru pacienții care suferă de depresie severă. (iii) inhibitorii selectivi ai recaptării serotoninei – precum fluoxetina (Prozac) (figura 1.4), paroxetina (Paxil), și sertralina (Zoloft). Acestea sunt antidepresivele cele mai des utilizate și funcționează inhibând selectiv recaptarea serotoninei. Acestea sunt folosite numai pentru depresiile moderate. După compușii triciclici, ele sunt cele mai utilizate medicamente pentru pacienții cu depresii grave.

Inhibitorii monoaminooxidazei (MAOI) inhibă dezaminarea oxidativă a trei clase de amine biogene – norepinefrina, dopamina și serotonina – și a altor feniletilamine. MAOI au un efect foarte redus sau nu au deloc efect asupra pacienților în stare normală, cu excepția tranilciprominei cu acțiuni indirecte de tip amfetaminic, și aceste antidepresive sunt destul de sigure în caz de supradoză. Importanța lor rezidă în eficiența lor în situații în care tratamentul cu alte antidepresive a eșuat. MAOI sunt prescrise și în depresia atipică.

MAOI comercializați în mod curent în USA (ex. fenelzina, tranilcipromina) sunt ireversibile și neselective (inhibă MAO-A și MAO-B). Pot cauza crize hipertensive, dacă sunt ingerate medicamente de tip simpatomimetic sau hrană conținând tiramină sau dopamină. Acest efect se numește “reacția brânză”, deoarece acest aliment are un conținut mare de tiramină. O altă categorie de MAOI, selectivi și reversibili (ex. moclobemide și befloxatona, care inhibă MAO-A) nu sunt încă disponibili în USA, dar oferă o mai mare siguranță din punctul de vedere al efectului advers descris anterior.

Efectele adverse ale MAOI include: dificultăți erectile, anxietate, grețuri, amețeli, insomnie, creștere în greutate. Cardiotoxicitatea și efectele anticolinergice sunt minime. Hepatotoxicitatea (motivul pentru care iproniazidul a fost retras de pe piață) este rară în cazul MAOI folosiți în prezent.

MAOI nu trebuie co-administrați cu alte clase de antidepresive, și o perioadă de cel puțin 2 săptămâni trebuie să există la schimbarea tratamentului antidepresiv. Co-administrarea MAOI cu antidepresive care afectează sistemul 5-HT (ex. SSRI, nefazodona) poate induce sindromul caracterizat de hipertermie malignă, cădere musculară, blocaj renal, convulsii și posibila moarte a pacientului.

Figura 1.4. Formulele chimice ale antidepresivelor clasice (Kandel et al., 2000).

Antidepresivele heterociclice, folosite în tratamentul antidepresiv standard dinainte de 1990, include antidepresivele triciclice (aminele ternare, amitriptilina și imipramina și metaboliții lor, aminele secundare nortriptilină și dezipramină), antidepresivele triciclice modificate, și antidepresivele tetraciclice. Aceste medicamente, cresc disponibilitatea norepinefrinei, și într-o oarecare măsură și disponibilitatea 5-HT, prin blocajul recaptării sinaptice a celor doi neurotransmițători. De asemenea, ele determină reducerea expresiei (down-regulation) receptorilor β1-adrenergici din membrana postsinaptică. Asemenea SSRI, antidepresivele heterociclice sunt eficiente în cazul a 65% dintre pacienții tratați.

Efectele lor adverse derivă din acțiunile de blocare a receptorilor muscarinici și α1-adrenergici. Sunt contraindicate pacienților cu maladii cardiace, deoarece chiar și doze reduse pot produce tahicardie și efecte de tip quinidina asupra trasmiterii potențialelor de acțiune cardiace. Desipramina poate induce aritmii severe la copii. Deoarece pot produce hipotensiune posturală, sunt contraindicate pacienților cu osteoporoză, arteoscleroză cerebrală sau ischemie cardiacă. Alte efecte adverse includ: vedere încețoșată, tahicardie, constipație, sedare, creștere a greutății corporale. Antidepresivele heterociclice, cu excepția amoxapinei, nu blochează în mod apreciabil receptorii dopaminergici D2. La persoanele în vârstă cu maladii organice ale creierului, antidepresivele heterociclice pot produce excitare, confuzie, halucinații sau suprasedare.

Inhibitorii selectivi ai recaptării serotoninei (SSRI) includ fluoxentina, sertralina, paroxetina și fluovoxamina. SSRI-urile afectează sistemul serotonergic. Blocajul recaptării presinaptice a 5-HT, conduce la acumularea unei cantități mai mari de neurotransmițător în fanta sinaptică, și determină stimularea mai multor receptori serotonergici postsinaptici. Stimularea receptorilor postsinaptici: 5-HT1 este asociată cu efectele antidepresante și anxiolitice; 5-HT2 produce nervozitate, insomnie, disfuncții sexuale, și 5-HT3 este asociată cu grețuri, dureri de cap. Prin prevenirea recaptării serotoninei la nivel presinaptic, SSRI-urile duc la o funcționare mai eficientă la nivel central a serotoninei. Acest tip de antidepresive nu are efecte anticolinergice, adrenolitice și nu afectează conducerea potențialelor de acțiune cardiace.

Au foarte rar interacții SSRI cu alte medicamente. Sunt sigure în cazul administrării de supradoze, au o gamă terapeutică largă, sunt relativ ușor de administrat. SSRI sunt prescrise în situații când tratamentul cu antidepresive heterociclice nu are eficiență, cum ar fi cazul maladiile înrudite cu depresia de genul: maladiile distimice, depresia atipică, depresia sezonieră, maladiile obsesiv-compulsive, fobia socială, bulimia, sindromul premenstrual.

1.5.1.2. Tratamentul cu antidepresive de nouă generație

Nefazodona blochează în principal receptorii 5-HT2; de asemenea blochează receptorii 5-HT3 și inhibă recaptarea serotoninei și a norepinefrinei. Rezultatul acestor efecte este acțiunea antidepresivă și anxiolitică, fără a avea ca efecte secundare disfuncțiile sexuale și grețuri. Spre deosebire de majoritatea antidepresivelor, nefazodona nu suprimă faza REM a somnului și produc un somn odihnitor. Cu toate acestea, pot apare aritmii cardiace în cazul co-administrării cu terfenadina și astemizol.

Trazodona este un antidepresiv înrudit cu nefazodona, este blocant al receptorilor 5-HT2, dar nu inhibă recaptarea presinaptică a serotoninei. Poate cauza piapism (la 1 din 1000), efect secundar ce nu a fost raportat în cazul nefazodonei. Spre deosebire de nefazodona, trazodona este un blocant al receptorilor α1-noradrenergici și este asociat cu hipotensiunea posturală. Este extrem de sedant, astfel încât dozele administrate ca antidepresiv sunt limitate, neputând depăși 400 mg/zi. Adesea este administrat în doze mici (50 ÷ 100 mg) înainte de somn, pentru a preveni insomniile provocate de SSRI.

Figura 1.5. Formulele chimice ale unor antidepresive de nouă generație [http://www.acnp.org/g4/GN401000109/CH107.html]

Mirtazapina blochează autoreceptorii α2-adrenergici, dar și receptorii 5-HT2 și 5-HT3. Rezultatul este o acțiune mai eficientă serotonergică, fără efect secundare de tipul disfuncțiilor sexuale și grețurilor. Nu are efecte adverse asupra funcțiilor cardiace, și are interacții minime cu enzimele hepatice implicate în metabolizarea altor medicamente. În general, este bine tolerat, cu excepția efectelor adverse de sedare și creștere în greutate, mediate de blocajul receptorilor histaminergici H1.

Venlafaxina are un mecanism dual de acțiune atât serotonergic cât și norepinefrinergic, dar efectele sale adverse sunt similare cu cele ale SSRI, în principal grețurile persistând în primele două săptămâni de tratament. Când doza este crescută treptat (începând de la 37.5 mg/zi), venlafaxina este bine tolerată. În unele situații, pacienții răspund mai rapid (< 1 săptămână) la tratamentul cu venlafaxină comparativ cu alte antidepresive cu efect întârziat. Comparativ cu SSRI, venlafaxina este mai eficientă în tratamentul depresiei severe sau refractare, deoarece nu se leagă foarte puternic de proteine și nu are interacții cu enzimele hepatice care metabolizează alte medicamente.

Bupropionul nu are acțiuni asupra sistemului serotonergic. Are un mecanism foarte puțin cunoscut, dar se cunoaște că influențează sistemele catecolaminergice, dopaminergice și noradrenergice. Poate fi util pacienților cu maladii hiperactive cu deficit de atenție sau asupra dependenților de cocaină și a celor care încearcă să renunțe la fumat. Bupropionul nu are efecte asupra sistemului cardiovascular, dar poate produce convulsii (la 0.4% dintre pacienții care iau doze mai mari de 450 mg/zi); riscul este crescut la pacienții cu bulimie. Nu produce efecte sexuale adverse și interacționează foarte puțin cu medicamantele co-administrate. Un efect advers des întâlnit este starea de agitație.

1.5.2. Psihoterapia

Terapia de suport și psihoeducația, generic denumite psihoterapii specifice depresiei, sunt eficiente de obicei în a crește acțiunea tratamentului farmacologic. Psihoterapia individuală de scurtă durată sau terapia cognitiv-comportamentală sunt eficiente în tratamentul formelor de depresie medie. Terapia matrimonială poate reduce tensiunile conjugale cauzate de diferitele disfunții sexuale datorate tratamentului cu antidepresive. Foarte rar este necesară psihoterapia de lungă durată.

1.5.3. Terapia electroconvulsivă

Există patru tratamente eficiente pentru depresiile unipolare și bipolare: terapia cu electroșocuri (ECT – electroconvulsive therapy), antidepresivele, litiul și anticonvulsivantele. Dintre toate, ECT a fost folosită cel mai mult, timp de 50 de ani. Deși antidepresivele sunt, în general, prima alegere în tratarea depresiei majore, ECT este foarte eficientă. Ea produce remisia totală sau îmbunătățiri marcante la 85 % din pacienții cu depresie majoră, bine definită.

Factorul critic în ECT este inducerea unui atac cerebral, generalizat. De vreme ce componenta motorie a atacului nu este necesară pentru rezultate terapeutice, terapia modernă este, întotdeauna, făcută sub anestezie, cu relaxarea totală a mușchilor. În medie, de la 6 la 8 tratamente, aplicate la 2 zile, timp de 2-4 săptâmăni sunt suficiente adesea pentru a produce remisia completă a simptomelor. Din cunoștiințele actuale despre atacul cerebral, se poate prevedea că ECT crează multe modificări temporale ale funcțiilor creierului. Deși mecanismul terapeutic al ECT nu este înțeles, el poate avea legătură cu modificarea senzitivității receptorului aminergic, după cum vom vedea mai târziu.

1.6. Modele animale ale depresiei

Există o categorie de modele animale care se bazează pe mutageneza direcționată, luând în considerare ipoteza monoaminergică. Dintre cele trei monoamine implicate în depresie, 5-HT este cea mai bine studiată. Cantitatea de serotonină din fanta sinaptică este controlată de cel puțin unul dintre cele patru mecanisme: (i) autoreceptorii presinaptici 5-HT1A pot reduce rata de descărcare neuronală. (ii) receptorii 5-HT1B reglează eliberarea de serotonină la nivelul terminațiilor sinaptice. (iii) recaptarea serotoninei eliberate este efectuată de transportorul pentru serotonină, și (iv) metabolizarea serotoninei de către monoamino-oxiadaza A (MAOA). Modificările oricăruia dintre aceste elemente afectează nivelul sinaptic extracelular de serotonină. Diferite linii de șoareci au fost generate pentru a putea manipula anumite etape ale neurotransmiterii serotonergice (Gingrich & Hen, 2001). Alte modele animale i-au în considerare ipoteza neurotrofinei (sunt creați șoareci mutanți pentru diferite lemente ale căii CREB-BNDF-TrkB), ipoteza axului hipotalamo-adrenal (sunt creați șoareci cu mutații la nivelul CRF, receptorului CRF, receptorului gluocorticoid, receptorului mineralocorticoid) sau alte ipoteze (șoareci mutanți pentru receptorii substanței P și a NK1, șoareci mutanți pentru NPY, șoareci mutanți pentru interleukine, etc.).

1.6.1. Șoarecii cu mutație a transportorului pentru serotonină (SERT)

SERT joacă un rol foarte important în terapia antidepresivă, deoarece este ținta moleculară a antidepresivelor triciclice (TCA) și a inhibitorilor selectivi ai recaptării serotoninei (SSRI). SSRI blochează selectiv transportorul și cresc concentrația serotoninei în fanta sinaptică. Inactivarea acestei gene la șoareci ar trebui pe de o parte să inhibe recaptarea serotoninei și astfel să ducă la reducerea comportamentelor relaționate cu depresia. Pe de altă parte, absența cronică sau pe toată durata vieții a SERT poate conduce la o depleție cronică a serotoninei, conducând la comportamente de tip depresiv și la modificări de tip neuroendocrin. În acord cu această ipoteză, examinarea șoarecilor cărora le lipsește SERT poate furniza indicii importante privind mecanismele adaptative asociate cu o permanentă lipsă a recaptării serotoninei.

Șoarecii cărora le lipsește SERT prezintă un exces de serotonină extracelulară în timpul dezvoltării embrionare, dar odată ajunși în stadiul de adult, animalele prezintă o marcantă depleție a serotoninei în mai multe regiuni din creier (Bengel et al., 1998). Modificări ale diferitelor subtipuri de receptori pentru serotonină se observă la șoarecii adulți. La șoarecii cu mutație SERT, nivelul ARNm pentru receptorul 5-HT1A și expresia proteică sunt reduse în nucleul raphe dorsal și în hipotalamus, sunt crescute în hipocamp și râmân nemodificate în alte regiuni ale trunchiului cerebral (Li et al., 1999; Fabre et al., 2000). Aceste modificări sunt acompaniate de o desensibilizare a receptorilor 5-HT1A, demonstrată de răspunsul la agoniștii 5-HT1A (8-OH-DPAT, ipsapironă) și de experimentele electrofiziologice (Li et al., 1999; Fabre et al., 2000; Gobbi et al., 2001; Manoury la Cour et al., 2001). La șoarecii SERT knock-out, densitatea receptorilor 5-HT1B este descrescută și se produce o desensibilizare a acestora în substanța neagră dar nu și în globus pallidus (Fabre et al., 2000). Receptorii 5-HT2A sunt de asemenea afectați de lipsa SERT, fiind redusă expresia acestora în cortexul cerebral și în striatum lateral, dar sunt exprimați în câmpul extern al striatum-ului unde în mod normal nu sunt prezenți (Rioux et al., 1999). Toate aceste mecanisme compensatorii fac din șoarecii defienți în SERT o unealtă interesantă pentru studiul diferitelor maladii umane în care SERT este subexprimat, dar acest model animal este mai puțin util în studiul rolului normal al SERT în creierul adult.

În acord cu predicțiile ipotezei monoaminergice a depresiei, nivelul bazal de corticosteron este scăzut la șoarecii cu deleție SERT comparativ cu cei wild-type (Li et al., 1999; Lanfumey et al., 2000). În acord cu aceste descoperiri, șoarecii SERT knockout cu fondul genetic 129/Sv prezintă o stare mai redusă de imobilitate, și un comportament de disperare mai redus în testul suspendării de coadă (Holmes et al., 2002; Lira et al., 2003). În orice caz, din punct de vedere al acestor teste, șoarecii cu fondul genetic C57/BL6 nu prezintă diferențe față de șoarecii wild-type (Holmes et al., 2002), indicând importanța fondului genetic pentru experimentele comportamentale. Efectul fluoxetinei (din categoria SSRI) în testul suspendării de coadă este abolit la șoarecii SERT knockout, în timp ce efectul dezipraminei rămâne nemodificat (Holmes et al., 2002). Astfel, acești șoareci reprezintă o unealtă utilă pentru stabilirea acțiunilor farmacodinamice a antidepresivelor și a implicării SERT în efectele antidepresive.

Unele studii efectuate pe acești șoareci sunt în contracdicție cu ipoteza monoaminergică. În condiții de stres, activarea sistemului hipotalamo-adrenal este mai mare în cazul șoarecilor SERT knockout comparativ cu șoarecii wild-type (Murphy et al., 2001). Teoria ar prezice un comportament anxios redus, dar în unele teste (câmp deschis, cutia luminată/întunecată, testul de urgență), șoarecii SERT knockout prezintă un fenotip mai anxios comparativ cu șoarecii wild-type (Holmes et al., 2003). Șoarecii SERT knockout cu fondul genetic 129/Sv prezintă o imobilitate crescută în testul de înot forțat comparativ cu șoarecii wild-type (Holmes et al., 2002; Lira et al., 2003), iar la șoarecii cu fondul genetic C57/BL6 nu se observă diferențe funcție de mutație (Holmes et al., 2002). Aceste rezultate sunt surprinzătoare, deoarece SSRI descresc timpul de imobilitate în acest test și un efect similar ar fi de așteptat și la șoarecii deficienți în SERT. A fost argumentat că șoarecii cu fondul genetic 129/Sv nu sunt potriviți pentru testul de înot forțat (Lucki et al., 2001) și că șoarecii SERT knockout generați pe acest fond genetic au o tonus neuromuscular redus (Holmes et al., 2002). Șoarecii SERT knockout cu fond genetic 129/Sv prezintă de asemenea o creștere a duratei comportamentului de neajutorare (helpless) în cadrul paradigmei de învațare a neajutorării (Lira et al., 2003). Acestă neajutorare endogenă a șoarecilor SERT knockout este în dezacord cu efectele farmacologice ale SSRI observate pe acest model. Aceste rezultate contradictorii pot fi parțial explicate deficiența serotoninei din timpul perioadei de dezvoltare observată la aceste animale și apariția unor modificări compensatorii apărute în timpul dezvoltării (Bengel et al., 1998; Lira et al., 2003). Aceste modoficări pot fi evitate prin utilizarea unor șoareci la care este indusă mutația SERT în stadiu adult.

În ciuda acestor rezultate paradoxale, șoarecii SERT knockout cu fondul genetic 129/Sv pot constitui un model interesant, considerând o observație făcută la oameni în legătură cu o mutație localizată la nivelul receptorului. La anumite populații o deleție a 44 perechi de baze din promoterul SET (SERTLPR) a fost asociată cu creșterea vulnerabilității la maladiile afective (Lesch et al., 2003; Collier et al., 1996). În plus, SERT este subexprimat în creierul pacienților depresivi (Arango et al., 1995; Mann et al., 2000). Un studiu epidemiologic recent a arătat că indivizii cu una sau două copii ale unei alele scurte ale polimorfismului promoterului SERT, au simptome mai depresive, suferă mai des de episoade depresive și mai frecvent au tentative de suicid decât indivizii homozigoți cu alela lungă (Caspi et al., 2003).

1.6.2. Șoarecii cu mutație a receptorului pentru serotonină

Patruzeci de subtipuri de receptori 5-HT au fost identificate până în prezent (Hoyer & Martin, 1997; Barnes & Sharp, 1999). Având în vedere că nu sunt disponibili liganzi selectivi pentru fiecare subtip, manipulările genetice sunt unelte utile pentru investigarea funcției receptorului in vivo. Pentru a prezice dacă șoarecii knockout pentru un anumit receptor 5-HT sunt mai slăbiți sau mai rezistenți la dezvoltarea unui comportament de tip depresiv, trebuie cunoscut dacă antidepresivele activează sau blochează acel receptor. Blocajul receptorilor poate fi imitat perfect printr-un knockout genetic, dacă se neglijează compensările din timpul dezvoltării. Situația devine mai complexă considerând faptul că unii dintre acești receptori pot fi exprimați pre- sau post-sinaptic, având diferite funcții.

Receptorul 5-HT1A a fost cel mai bine studiat receptor dintre subtipurile serotonergice (Lesch et al., 2003; Olivier et al., 1999; Knobelman et al., 2001 a,b; Boutrel et al., 2002). Acest subtip de receptor se crede că ar fi implicat în anxietate și depresie, așa cum demonstrează mai multe studii clinice și experimentale. În particular, nivelele scăzute ale receptorului 5-HT1A se crede că ar induce un risc crescut pentru apariția maladiilor de stare și de anxietate (Mann, 1999; Sibille & Hen, 2001a).

Ablația genetică a acestui receptor a fost realizată în același timp de trei grupuri de cercetare, dar folosind șoareci cu fond genetic diferit (Heisler et al., 1998; Parks et al., 1998; Ramboz et al., 1998). În afară de ușoara suprareglare a receptorilor 5-HT1B (Ramboz et al., 1998), nu s-au constatat adaptări ale sistemului serotonergic la acești șoareci. În acord cu teoria, toate cele trei linii de șoareci 5-HT1A-R knockout prezintă comportamente accentuate de tip anxios (Heisler et al., 1998; Parks et al., 1998; Ramboz et al., 1998; Sibille et al., 2000; Olivier et al., 2001; Gross et al., 2002; Santarelli et al., 2003). Șoarecii 5-HT1A-R knockout prezintă un răspuns crescut la stres, o disfuncție a axului hipotalamo-adrenal, o activare a sistemului autonom, o disfuncție a nivelelor de serotonină, deficiențe de învățare, și alterări electrofiziologice (Toth, 2003).

Disfuncția axului hipotalamo-adrenal la șoarecii 5-HT1A-R knockout se opune alterărilor constatate la pacienții depresivi. Nivelul bazal al corticosteronului la șoarecii mutanți este nemodificat, dar răspunsul la stres al axului hipotalamo-adrenal este afectat (Gross et al., 2000). Șoarecii mutanți prezintă o imobilitate redusă în testul de înot forțat și în testul suspendării de coadă (Heisler et al., 1998; Ramboz et al., 1998; Mayorga et al., 2001). Receptorii 5-HT1A sunt localizați pre- și postsinaptic. Reducerea imobilității la șoarecii 5-HT1A-R knockout poate duce la creșterea tonusului serotonergic datorită absenței feedback-ului autoreceptorilor 5-HT1A. Datorită faptului că acest efect este reversibil în urma pretratamentului cu α-metil-para-tirozină, dar nu și în urma tratamentului cu para-clorofenilalanină, ar putea să fie o consecință a creșterea funcției catecolaminergice (Mayorga et al., 2001). În plus, dezipramina, un inhibitor al recaptării norepinefrinei, își exercită efectele sale antidepresive, în ciuda reducerii scorurilor liniei de bază a imobilității în testul suspendării de coadă (Mayorga et al., 2001). SSRI nu reușesc să reducă timpul de imobilitate la șoarecii 5-HT1A-R knockout, sugerând faptul că receptorii 5-HT1A postsinaptici sunt critici pentru manifestarea răspunsurilor comportamentale de tip antidepresiv ale SSRI în testul suspendării de coadă (Mayorga et al., 2001). Șoarecii 5-HT1A-R knockout reprezintă o unealtă potrivită pentru a furniza date valide despre rolul acestui receptor în maladiile asociate cu stresul. Discriminarea între situsurilor receptorilor 5-HT1A pre- și postsinaptici este necesară, ținând cont de faptul că mediază funcții diferite.

Subexpresia receptorilor 5-HT1B a fost postulată că joacă un rol semnificativ în terapia antidepresivă, datorită unui efect normalizant pe care îl exercită asupra neurotransmisiei serotonergice (Briley & Moret, 1993; De Groote et al., 2002; Malagie et al., 2002). În acord cu aceste observații, autoreceptorii 5-HT1B sunt supraexprimați la șoarecii neajutorați (Edwards et al., 1991; Neumaier et al., 1997).

Creșterea densității receptorului 5-HT1B a fost asociată cu o creștere a comportamentului de anxietate în testul câmpului deschis (Clement et al., 1996). Supraexpresia autoreceptorilor 5-HT1B prin transfer genic la nivelul nucleului raphe dorsal la șobolan reduce timpul petrecut în centrul câmpului deschis după expunerea la stres (Clark et al., 2002).

Șoarecii 5-HT1B-R knockout nu prezintă adaptări compensatorii ale receptorilor 5-HT1A (Sandou et al., 1994; Bouwknecht et al., 2001, 2002). Acești șoareci prezintă o secreție normală de corticosteron la acțiunea unui factor de stres mediu (Bouwknecht et al., 2001). La nivel comportamental, șoarecii 5-HT1B knockout sunt mai agresivi decât șoarecii wild-type (Sandou et al., 1994). Ei prezintă un comportament redus de anxietate în testele de suprimare a hranei și în cel de câmp deschis (Zhang et al., 1999). Ablația genetică a receptorilor 5-HT1B nu are efect în testul suspendării de coadă (Mayorga et al., 2001). Astfel, șoarecii cu supraexpresie a receptorilor 5-HT1B se comportă asemenea șoarecilor control în cadrul acestui ultim test comportamental (Clark et al., 2002). Ambele rezultate experimentale sunt neașteptate. În cazul șoarecilor, poate să existe un efect al fondului genetic, deoarece șoarecii 129/Sv nu sunt potriviți pentru testul înotului forțat (Lucki et al., 2001). Rezultatele obținute în cazul șobolanilor nu pot fi explicate printr-un efect de nivel maxim atins de receptori. Dezipramina, un inhibitor al recaptării norepinefrinei, reduce timpul de imobilitate la șoarecii 5-HT1B knockout în aceeași măsură ca și la șoarecii control.

Șoarecii mutanți pentru receptorul 5-HT1B prezintă o creștere a sensibilității la administrarea de fluoxetină. Acest fapt s-ar putea datora pierderii inhibiției induse de autoreceptorii 5-HT1B asupra neurotransmisiei serotonergice în ariile critice pentru comportamentele induse de antidepresive, cum ar fi hipocampul (Mayorga et al., 2001). Șoarecii 5-HT1B-R knockout, generați pe fondul genetic 129/Sv, nu prezintă răspuns de tip antidepresiv la tratamentul cu fluoxetină în cadrul testului de înot forțat (Trillat et al., 1998). Diferențe între setup-urile pentru testele de înot forțat și de suspendare de coadă, pot fi constitui o explicație pentru rezultatele divergente obținute.

Șoarecii 5-HT1A-R și 5-HT1B-R knockout prezintă doar câteva modificări comportamentale prezise de ipoteza monoaminergică. Aceste modele demonstrează modificări comportamentale de tip anxietate, dar nu prezintă modificări comportamentale de tip depresiv, așa cum ar prezice teoria. Acești șoareci, prezintă fie lipsa modificări sau modificări opuse decât cele prezise la nivelul activității axului hipotalamo-adrenal. Probabil, că apariția unor mecanisme compensatorii pot explica aceste modificări. În orice caz, șoarecii 5-HT1A-R și 5-HT1B-R knockout reprezintă modele farmacologice excelente pentru studiul caracteristicilor farmacodinamice, biochimice și comportamentale ale antidepresivelor serotonergice.

1.6.3. Șoarecii mutanți pentru transportorul de norepinefrină (NET)

Transportorul de norepinefrină (NET) este o țintă pentru antidepresivele clasice și pentru cele de a doua generație. Inactivarea genei care codifică pentru NET poate cauza o inhibiție a recaptării norepinefrinei și de aceea poate conduce la reducerea comportamentelor de tip depresiv la șoareci. Absența cronică sau pe parcursul întregii vieți a NET poate duce la depleția cronică a norepinefrinei, conducând la comportamente de tip depresiv și generând modificări neuroendocrinologice.

În acord cu ipoteza monoaminergică a depresiei, șoarecii deficienți pentru NET au nivele extracelulare crescute de norpinefrină (Wang et al., 1999) și prezintă un timp redus de imobilitate în testul de înot forțat (Xu et al., 2000). Aceste rezultate sunt detectate pentru șoarecii crescuți în grup și nu sunt valabile pentru șoarecii crescuți singuri în cușcă. În urma stresului social repetat, șoarecii NET knockout prezintă o imobilitate net scăzută comparativ cu șoarecii control (Haller et al., 2002). Aceste date sugerează că șoarecii sunt probabil stresați social când sunt crescuți în grup. Șoarecii cărora li s-a deletat NET sunt mai agresivi decât șoarecii wild-type (Wang et al., 1999 ; Haller et al., 2002). Aceste rezultate se corelează cu datele obținute pentru șoarecii MAOA knockout, sugerând că modificările de comportament social obținute pentru cea de a doua linie de șoareci se datorează modificărilor în cadrul sistemului norepinefrinergic. În concluzie, acești șoareci pot reprezenta un model interesant pentru rezistența la stres și depresie. Șoarecii NET knockout nu sunt caracterizați foarte bine din punct de vedere al comportamentului, al modificărilor la nivelul axului hipotalamo-adrenal, etc.

1.6.4. Șoarecii mutanți pentru receptorii norepinefrinergici

În prezent, nu există modele farmacologice care să discrimineze între diferitele tipuri de receptori adrenergici α2. Șoarecii care să prezinte o deleție specifică a genelor care codifică pentru acești receptori constituie modele interesante (Kable et al., 2000 ; Hein, 2001). Șoarecii α2-R knockout prezintă un comportament explorator redus în timpul testului de câmp deschis (Lahdesmaki et al., 2002) și în testul cutiei întuneric-lumină (Schramm et al., 2001). Șoarecii mutanți au o perturbare a ritmului circadian, un simptom adesea întalnit în depresia umană (Lahdesmaki et al., 2002). În plus, acești șoareci au o creștere a timpului de imobilitate în testul de înot forțat (Schramm et al., 2001). Aceste rezultate sunt în acord cu datele farmacologice care demonstrează că agoniștii și antagoniștii acestui subtip de recptori reduc sau respectiv, cresc timpul de imobilitate în testul de înot forțat (Simson et al., 1986 ; Weiss et al., 1986b).

Șoarecii α2-R knockout prezintă o imobilitate redusă în testul de înot forțat comparativ cu șoarecii control (Sallinen et al., 1999). Rolul aparent al α2-R în promovarea dezvoltării comportamentelor de disperare este confirmat de faptul că șoarecii care supraexprimă acest receptor sunt mai puțin imobili decât șoarecii control în testul de înot forțat. Șoarecii wild-type prezintă nivele crescute de corticosteron după aplicarea repetată de stimuli de stres, în timp ce șoarecii α2-R knockout au modificări contrare (Sallinen et al., 1999). Interesant este faptul că comportamentul de tip anxietate nu este afectat la mutanți în timpul testului în câmp deschis (Bjorklund et al., 1998). Aceste date sugerează că șoarecii cu supraexpresie a α2-R pot reprezenta un model promițător pentru depresie, dar validarea farmacologică a acestui model este necesară. Din punct de vedere comportamental, acești șoareci trebuie să fie caracterizați în detaliu, în particular prin examinarea modelelor de depresie induse de stres sau prin testul de învațare a neajutorării.

1.6.5. Șoarecii mutanți pentru dopamin β-hidroxilază

Dopamin β-hidroxilaza este o enzimă responsabilă pentru sinteza epinefrinei și norepinefrinei. În acord cu ipoteza monoaminergică a depresiei, o pierdere a acestei funcții, și în consecință descreșterea nivelelor de norepinefrină, ar conduce la comportamente de tip depresiv. În orice caz, șoarecii mutanți pentru dopamin β-hidroxilază nu prezintă diferențe față de șoarecii wild-type nici în testul de înot forțat și nici în testul suspendării de coadă. Antidepresivele care acționează asupra neurotransmisiei noradrenergice (dezipramină, reboxetină) nu-și exercită efectul (Cryan et al., 2001) în cazul șoarecilor mutanți pentru dopamin β-hidroxilază (Thomas & Palmiter, 1997). Acești șoareci necesită o caracterizare suplimentară din punct de vedere al utilității lor în studiul mecanismelor depresiei.

1.6.6. Șoarecii mutanți pentru MAOA

Monoamino-oxidazele degradează aminele biogene și sunt ținte ale unor clase specifice de antidepresive. MAOA catabolizează 5-HT, NE și dopamina, în timp ce MAOB oxidează în principal dopamina. Șoarecii MAOA knockout prezintă trăsături caracteristice oamenilor care au suferit mutații ale aceleiași gene : perturbări ale excreției metaboliților monoaminici, creșterea impulsurilor comportamentale (agresivitate) (Cases et al., 1995). Șoarecii mutanți pentru MAOA au o activitate electrofiziologică redusă în nuclei raphe dorsali serotonergici, au nivele crescute de 5-HT extracelular în mai multe arii din creier (Evrard et al., 2002) și au o desensibilizare a SERT și a autoreceptorilor 5-HT1A. Activitatea MAOB este probabil responsabilă pentru nivelele remanente ale metabolitului major al serotoninei, acidul 5-hidroxi-indolacetic (5HIAA) (Evrard et al., 2002). În plus de comportamentul agresiv (Cases et al., 1995), șoarecii MAOA knockout demonstrează o accentuare a fricii condiționate și o reducere a imobilității în testul de înot forțat (Kim et al., 1997). În contrast, comportamentele de tip anxietate sunt nefectate de mutație (Popova et al., 2001). Conform teoriei monoaminergice, ne-am aștepta ca șoarecii care au suferit această mutație să aibă un timp redus de imobilitate. Acești șoareci reprezintă un model interesant de rezistență la depresie, dar sunt necesare mai multe experimente în acest sens, în particular pentru testarea modelului de depresie indusă de stres. Lipsa specificității acestei enzime, care degradează toate cele trei monoamine, poate constitui un dezavantaj pentru analiza mecanismelor moleculare și biochimice.

1.7. Bibliografie

Altar, C.A. 1999. Trends Pharmacol Sci 20: 59

Andén, N.E., Dalström, A., Fuxe, K. et al. 1966. Acta Physiol Scand 67:313

Angelucci, F., Aloe, L., Vasquez, P.J., Mathe, A.A. 2000. Neuroreport 11: 1369

Arango, V., Underwood, M.D., Gubbi, A.V., Mann, J.J. 1995. Brain Res. 688: 121

Arrango, V., Ernsbverger, P., Marzuk, P.M., et al. 1990. Arch Gen Psychiatry 47:1038

Asberg, M., Träskman, L., Thorén, P. 1976. Arch Gen Psychiatry 33:1193

Barnes, N.M. and Sharp, T. 1999. Neuropharmacology 38: 1083

Bayer, T.A., Schramm, M., Feldmann, N., Knable, M.B., et al. 2000. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry 24: 881

Belanoff, J.K., Rothschild, A.J., Cassidy, F., DeBattista, C., Baulieu, E.E. et al. 2002. Biol Psychiatry 52: 386

Bench, C.J., Friston, K.J., Brown, R.G. et al. 1992. Psychol Med 22:607

Bhagwagar, Z., Hafizi, S., Cowen, P.J. 2002. Psychopharmacology 163: 118

Bjorklund, M., Sirvio, J., Puolivali, J., Sallinen, J., Jakala, P. et al. 1998. Mol Pharmacol 54: 569

Blier, D., and C. deMontigny 1994. Trends Pharmacol Sci 15:220

Boutrel, B., Monaca, C., Hen, R., Hamon, M., Adrien, J. 2002. J Neurosci 22: 4686

Bouwknecht, J.A., van der Gugten, J., Hijzen, T.H., Maes, R.A. et al. 2001. Psychopharmacology 153: 484

Bouwknecht, J.A., Hijzen, T.H., van der Gugten, J., Maes, R.A. et al. 2002. Brain Res Bull 57: 93

Briley, M., Moret, C. 1993. Clin Neuropharmacol 16: 387

Buwalda, B., de Boer, S.F., Van Kalkeren, A.A., Koolhaas, J.M. 1997. Psychoneuroendocrinology 22: 297

Carroll, B.J., Feinberg, M., Greden, J.F., et al. 1981. Arch Gen Psychiatry 38:15

Cases, O., Seif, I., Grimsby, J., Gaspar, P., Chen, K., Pournin, S., Muller, U. et al. 1995. Science 268: 1763

Caspi, A., Sugden, K., Moffitt, T.E., Taylor, A., et al. 2003. Science 301: 386

Chen, B., Dowlatshahi, D., Macqueen, G.M., Wang, J.F., Young, L.T. 2001. Biol Psychiatry 50: 260

Clark, M.S., Sexton, T.J., McClain, M., Root, D., Kohen, R. et al. 2002. J Neurosci 22: 4550

Clement, Y., Kia, K.H., Daval, G., Verge, D. 1996. Brain Res 709: 229

Collier, D.A., Sober, G., Li, T., Heils, A., et al. 1996. Mol Psychiatry 1: 453

Cooper, J.R., Bloom, F.E., Roth, R.H. 1996. The Biochemical Basis of Neuropharmacology, 7th ed. New York:Oxford Univ. Press

Cryan, J.F., Dalvi, A., Jin, S.H., Hirsch, B.R., Lucki, I., Thomas, S.A. 2001. J Pharmacol Exp Ther 298: 651

Davis, J.M., Maas, J.W. 1983. The Affective Disorders. Washington, DC: American Psychiatric Press.

Deakin, J.F., Pennell, I., Upadhyaya, A.J., Lofhouse, R. 1990. Psychopharmacology 101: 85

De Groote, L., Olivier, B., Westenberg, H.G. 2002. Eur J Pharmacol 439: 93

Dolan, R.J., Calloway, S.P., Fonagy, P., De Souza, F.V., Wakeling, A. 1985. Br J Psychiatry 147: 429

Dowlatshahi, D., MacQueen, G.M., Wang, J.F., Young, L.T. 1998. Lancet 352: 1754

Drevets, W.C., Price, J.L., Simpson, J.R., et al. 1997. Nature 386:824

Duman, R.S., Heninger, G.R., Nestler, E.J. 1997. Arch Gen Psychiatry 54: 597

Edwards, E., Harkins, K., Wright, G., Henn, F.A. 1991. Neuropharmacology 30: 101

Evrard, Malagie, I., Laporte, A.M., Boni, C., Hanoun, N., Trillat, A.C. et al. 2002. Eur J Neurosci 15: 841

Fabre, V. Beaufour, C., Evrard, A., Rioux, A., et al. 2000. Eur J Neurosci, 12: 2299

Freud, S. 1959. Mourning and melancholia. In: The Collected Papers, 4, pp. 152-170. New York: Basic Books.

Gibbons, J.L. 1964. Arch Gen Psychiatry 10: 572

Gingrich, J.A., Hen, R. 2001. Psychopharmacology, 155:1

Gobbi, G., Murphy, D.L., Lesch, K., Blier, P. 2001. J Pharmacol Exp Ther, 296: 987

Gold, P.W., Drevets, W.C., Charney, D.S. 2002. Biol Psychiatry 52: 381

Gross, C., Santarelli, L., Brunner, D., Zhuang, X., Hen, R. 2000. Biol Psychiatry 48: 1157

Haller, J., Bakos, N., Rodriguiz, R.M., Caron, M.G., Wetsel, W.C., Liposits, Z. 2002. Brain Res Bull 58: 279

Heimer, L. 1995. The Human Brain and Spinal Cord, 2nd ed. New York, Berlin: Springer-Verlag.

Hein, L. 2001. Rev Phsyiol Biochem Pharmacol 142: 161

Heisler, I.K., Chu, H.M., Brennan, T.J. et al. 1998. Proc. Natl. Acad Sci USA, 95: 15049

Holmes, A., Yang, R.J., Murphy, D.L., Crawley, J.N. 2002. Neuropsychopharmacology 27: 914

Holsboer, F. 2000. Neuropsychopharmacology 23: 477

Holsboer, F., 2001. J Affect Disord 62: 77

Hoyer, D., Clarke, D.E., Fozard, J.R., et al. 1994. Pharmacol Rev 46:157

Hoyer, D. and Martin G. 1997. Neuropharmacology 36: 419

Kable, J.W., Murrin, L.C., Bylund, D.B. 2000. J Pharmacol Exp Ther 293: 1

Kagamiishi, Y., Yamamoto, T., Watanabe, S. 2003. Brain Res 991: 212

Kandel, E.R., Schwartz, J.H. and Jessel T.M. 2000. Principles of neural science. McGraw-Hill Companies Inc. USA

Karege, F., Perret, G., Bondolfi, G., Schwald, M., Bertschy, G., Aubry, J.M. 2002. Psychiatry Res 109: 143

Kety, S.S. 1979. Sci Am 241:202

Kety, S.S., Rosenthal, D., Wender, P.H., et al. 1975. Genetic Research in Psychiatry, pp. 147-165. Baltimore: Johns Hopkins Univ. Press.

Kim, J.J., Shih, J.C., Chen, K., Chen, L., Bao, S., Maren, S. et al. 1997. Proc Natl Acad Sci USA 94: 5929

Klein, D.F. 1974. Arch Gen Psychiatry 31:447

Knobelman, D.A., Hen, R., Blendy, J.A., Lucki, I. 2001a. J Pharmacol Exp Ther 298: 1092

Knobelman, D.A., Hen, R., Lucki, I. 2001b. J Pharmacol Exp Ther 298: 1083

Lahdesmaki, J., Sallinen, J., MacDonald, E., Kobilka, B.K., Fagerholm, V. et al. 2002. Neuroscience 113: 289

Lanfumey, L., Mannoury La Cour, C., Froger, N., et al. 2000. Neurochem Res 25: 1199

Lecrubier, Y., Puech, A.J., Jouvent, R., Simon, P. Widlöcher, D. 1980. Br J Psychiatry 136: 354

Lesch, K.P., Zeng, Y., Reif, A., Gutknecht, L. 2003. Eur J Pharmacol 480: 185

Li, Q., Wichems, C., Heils, A., Van De Kar, L.D., Lesch, K.P. et al. 1999. J Pharmacol Exp 291: 999

Lira, A., Zhou, M., Castanon, N., Ansorge, M.S. et al. 2003. Biol Psychiatry 54: 960

Lôo, H., Lôo, P. 1991. La dépression, Que sais-je? Presse Universitaires de France, Paris

Lucki, L., Dalvi, A., Mayorga, A.J. 2001. Psychopharmacology 155: 315-322

Malagie, I., David, D.J., Jolliet, P., Hen, R., Bourin, M. et al. 2002. Eur J Pharmacol 443: 99

Mann, J.J. 1999. Neuropsypharmacology 21: 99S

Mann, J.J., Huang, Y.Y., Underwood, M.D., Kassir, S.A. et al. 2000. Arch Gen Psychiatry 57: 729

Mannoury la Cour, C., Boni, C., Hanoun, N., Lesch, K.P., et al. 2001. J Neurosci 21: 2178

Mayorga, A.J., Dalvi, A., Page, M.E. et al. 2001. J Pharmacol Exp Ther 298: 1101

Nemeroff, C.B., Krishnan, R.R., Reed, D. et al. 1992. Arch Gen Psychiatry 49:384

Neumaier, J.F., Petty, F., Kramer, G.L., Szot, P. et al. 1997. Biol Psychiatry 41: 668

Nibuya, M., Morinobu, S., Duman, R.S. 1995. J Neurosci 15: 7539

Olivier, B., Soudijn, W., van Wijngaarden, I. 1999 Prog. Drug. Res. 52: 103

Olivier, B., Pattij, T., Wood, S.J., Oosting, R., Sarnyai, Z., Toth, M. 2001. Behav Pharmacol 12: 439

Parks, C.L., Robinson, P.S., Sibille, E., Shenk, T., Toth, M. 1998. Proc. Natl Acad Sci USA 95: 10734

Pauwels, P.J. 2000. Biochem Pharmacol 60: 1743

Pletscher, A., Shore, P.A., Brodie, B.B. 1956. J Pharmacol Exp Ther 116:84

Popova, N.K., Skrinskaya, Y.A., Amstislavskaya, T.G., Vishnivetskaya, G.B. et al. 2001. Neurosci Behav Physiol 31: 597

Ramboz, S., Oosting, R., Amara, D.A., et al. 1998. Proc Natl Acad Sci USA 95: 14476

Rasmusson, A.M., Shi, L., Duman, R. 2002. Neuropsychopharmacology 27: 133

Rioux, A., Fabre, V., Lesch, K.P., Moessner, R., et al. 1999. Neurosci Lett 262: 113

Rubin, R.T., Poland, R.E., Lesser, I.M., Winston, R.A., Blodgett, A.L. 1987. Arch Gen Psychiatry 44: 328

Russo-Neustadt, A., Ha, T., Ramirez, R., Kesslak, J.P. 2001. Behav Brain Rese 120: 87

Saarelainen, T., Hendolin, P., Lucas, G., Koponen, E., Sairanen, M., et al. 2003. J Neurosci 23: 349

Sachar, E.J., Asnis, G., Halbreich, U. et al. 1980. Psychiatr Clin North Am 3:313

Sallinen, J., Haapalinna, A., MacDonald, E., Viitamaa, T., et al. 1999. Mol Psychiatry 4: 443

Sandou, F., Amara, D.A., Dierich, A., LeMeur, M., et al. 1994. Science 265: 1875

Santarelli, L., Saxe, M., Gross, C., Surget, A., et al. 2003. Science 301: 805

Schramm, N.L., McDonald, M.P., Limbird, L.E. 2001. J Neurosci 21: 4875

Shirayama, Y., Chen, A.C., Nakagawa, S., Russell, D.S., Duman, R.S. 2002. J Neurosci 22: 3251

Sibille, E., Pavlides, C., Benke, D., and Toth, M. 2000. J Neurosci 20: 2758

Sibille, E., and Hen, R. 2001a. Behav Pharmacol 12: 429

Simson, P.G., Weiss, J.M., Hoffman, L.J., Ambrose, M.J. 1986. Neuropharmacology 25: 385

Smith, M.A., Makino, S., Kvetnansky, R., Post, R.M. 1995. Ann NY Acad Sci 771: 234

Steckler, T., Holsboer, F., Reul, J.M. 1999. Baillieres Best Pract Res Clin Endocrinol Metab 13: 597

Stokes, P.E. 1995. Eur Neuropsypharmacol 5: 77

Strickland, P.L., Deakin, J.F., Percdival, C., Dixon, J., Gater, R.A., Goldberg, D.P. 2002. Br J Psychiatry 180: 168

Styron, W. 1990. Darkness Visible: A Memoir of madness. New York: Random House.

Tallman, J.F., Gallagher, D.W. 1985. Annu Rev Neurosci 8:21

Thomas, S.A. and Palmiter, R.D. 1997. Cell 91: 583

Thome, J., Sakai, N., Skin, K., Steffen, C., Zhang, Y.J., Impey, S. et al. 2000. J Neurosci 20: 4030

Trillat, A.C., Malagie, I., Bourin, M., Jacquot, C., Hen, R., Gardier, A.M. 1998. C R Senaces Soc Biol Fil 192: 1139

Toth, M. 2003. Eur J Pharmacol 463: 177

Ueyama, T., Kawai, Y., Nemoto, K., Sekimoto, M., Tone, S., Senba, E. 1997. Neurosci Res 28: 103

Urani, A., Chourbaji, S., Gass, P. 2005. Neurosci Behav Reviews 29(4-5): 805

Vaidya, V.A., Duman, R.S. 2001. Br Med Bull 57: 61

Van Praag, H. 1982. Lancet 2:1259

Wang, Y.M., Xu, F., Gainetdinov, R.R., Caron, M.G. 1999. Biol Psychiatry 46: 1124

Weiss, S.R., Post, R.M., Gold, P.W., Chrousos, G., Sullivan, T.L. et al. 1986a. Brain Res 372: 345

Wolkowitz, O.M., Reus, V.I., Manfredi, F., Ingbar, J., Brizendine, L., Weingartner, H. 1993. Am J Psychiatry 150: 810

Wolkowitz, O.M., Reus, V.I., Chan, T., Manfredi, F., Raum, W. et al. 1999. Biol Psychiatry 45: 1070

Wong, M.L., Kling, M.A., Munson, P.J., Listwak, S., et al. 2000. Proc Natl Acad Sci USA 97: 325

Weiss, J.M., Simson, P.G., Hoffman, L.J., Ambrose, M.J. Cooper, S., Webster, A. 1986b. Neuropharmacology 25: 367

Xu, F., Gainetdinov, R.R., Wetsel, W.C., Jones, S.R., Bohn, L.M. et al. 2000. Nat Neurosci 3: 465

Yamada, S., Yamamonto, M., Ozawa, H., Riederer, P., Saito, T. 2003. J Neural Transm 110: 671

Zetterstrom, T.S., Pei, Q., Grahame-Smith, D.G. 1998. Brain Res Mol Brain Res 57: 106

Capitolul 2. Scopul studiului.

Caracteristici biofizice ale neuronilor din nucleul raphe dorsal în cazul unui model de depresie – șoarecii 5-HTT knockout

Curentul GIRK (G protein-dependent inward rectifying potassium current) este activat de hiperpolarizare și nu se inactivează (Logothetis et al., 1987; Doupnik et al., 1995; Kofuji et al., 1995; Lopatin et al., 1995; Yamada et al., 1998; Lei et al., 2000; Corey & Clapham, 2001). Curentul GIRK joacă un rol crucial în controlul excitabilitaății celulare, contribuind la potențialul de repaus și reglând descărcarea de potențiale neuronale. Studiile de biologie moleculară au permis clonarea multiplelor subunități GIRK provenind din diferite țesuturi sau de la diferite specii (Jan & Jan, 1997; Yamada et al., 1998). Cu excepția subunității GIRK 4, toate celelalte subunități GIRK 1, GIRK 2 și GIRK 3 sunt exprimate în diferite proporții în nucleul raphe dorsal (NRD), atât la șobolan cât și la șoarece (Karschin et al., 1996; Chen et al., 1997; Murer et al., 1997; Wickman et al., 2000). Subunitatea GIRK1 este ubiquitară și este implicată în modularea amplitudinii curentului prin canalele GIRK heterotetramerice transfectate în oocitele Xenopus și în celulele CHO (Wischmeyer et al., 1997; Jelacic et al., 1999). Complexul heteromultimeric GIRK2/GIRK3, exprimat în creierul de șoarece, poate forma canale funcționale prin transfecție în celulele CHO-K1, unde prezintă o sensibilitate de 5 ori mai redusă la activarea de către subunitățile Gβγ comparativ cu canalele GIRK1/GIRK* (Jelacic et al., 2000). Heterogeneitatea complexelor multimerice GIRK poate explica diferențele de amplitude ale curenților de K+ prin aceste canale.

Curentul GIRK este modulat de activarea multor receptori, printre care : receptorii 5-HT1A, receptorii muscarinici m2, receptorii GABAB, receptorii pentru somatostatină și cei pentru opioide (mu, delta, kappa) (Isomoto et al., 1997). Activarea curentului GIRK de către receptorii 5-HT1A și GABAB în neuronii din NRD la șobolan, conduce la o hiperpolarizare membranară și la o scădere a frecvenței de descărcare a potențialelor de acțiune (Innis et al., 1988; Williams et al., 1988; Penington et al., 1993; Bayliss et al., 1997).

Calea de semnalizare a receptorului 5-HT1A are o importanță funcțională în maladiile psihiatrice, cum ar fi tulburările de stare și în mod particular în depresie. Antidepresivele cele mai utilizate în clinică sunt inhibitorii selectivi ai recaptării serotoninei (SSRI), cum ar fi fluoxetina (Prozac), care acționează asupra transportorului pentru serotonină (Graham et al., 1989; Lesch, 1997). În tratamentul tulburărilor de stare, SSRI produc modificări adaptative ale sistemului serotonergic ca răspuns la creșterea concentrației de serotonină extracelulară. Administrarea cronică a SSRI scade eficiența de răspuns a autoreceptorilor 5-HT1A, determinând o inhibiție medie a activității neuronale în NRD de către agoniștii 5-HT1A (Le Poul et al., 1995; 2000; Blier et al., 1998; Czachura and Rasmussen, 2000). Scăderea eficienței agoniștilor 5-HT1A se constată de asemenea la șoarecii mutanți pentru transportorul de serotonină (5-HTT-/-), care sunt considerați ca un model de tratament pe tot parcursul vieții cu antidepresive (Gobbi et al., 2001; Mannoury La Cour et al., 2001). În cazul șoarecilor neajutorați (helpless mice), un alt model de depresie, se constată o creștere a eficienței agoniștilor 5-HT1A (El Yacoubi et al., 2003).

Studiile clinice de co-administrare a SSRI cu un antagonist selectiv pentru autoreceptorii 5-HT1A s-au dovedit mult mai eficiente decât tratamentul simplu doar cu SSRI (Romero et al., 1996; Corradetti et al., 1998).

La șoarecii mutanți 5-HTT-/-, s-a constatat că receptorii GABAB prezintă o scădere similară a eficienței agoniștilor (Mannoury La Cour et al., 2004), ceea ce sugerează că receptorii 5-HT1A și GABAB sunt cuplați cu un grup comun de proteine G în neuronii serotonergici (Tunnicliff and Malatynska, 2003, Brambilla et al., 2003).

Funcție de sex, s-au constatat diferențe adaptative ale neurotransmisiei serotonergice in vivo la șoarecii mutanți 5-HTT-/-: femelele nu prezintă nici un răspuns la agoniștii 5-HT1A, în timp ce masculii prezintă doar o scădere a sensibilității la acești agoniști (Bouali et al., 2003). Deci, sunt interesant de studiat diferențele sexuale la șoarecii mutanți 5-HTT-/-, în condițiile în care studiile clinice pe pacienți umani au dovedit prevalența de două ori mai crescută a depresiei la femei comparativ cu bărbații (Kornstein et al., 2000; Piccinelli and Wilkinson, 2000). Analiza pe sexe a mecanismelor implicate în eficiența autoreceptorilor 5-HT1A în timpul blocajului transportorului pentru serotonină, poate constitui o pistă pentru înțelegerea bazelor neuronale a acțiunii SSRI.

Scăderea eficienței de răspuns a autoreceptorilor 5-HT1A, în neuronii NRD, la șoarecii mutanți 5-HTT-/- a fost atribuită unei scăderi a numărului de receptori 5-HT1A și unei scăderi a cantității de proteine G asociate (Fabre et al., 2000; Li et al., 2000). Nici un studiu nu a abordat până acum posibilul cuplaj între proteinele G și curenții GIRK asociați, în scăderea eficienței de răspuns a receptorilor 5-HT1A sau GABAB la șoarecii mutanți.

Scopul acestui studiu este compararea din punct de vedere cantitativ a cuplajului proteinelor G cu curenții GIRK în NRD la șoarecii wild-type (5-HTT+/+) și la șoarecii mutanți (5-HTT-/-) având același fond genetic, pentru ambele sexe, utilizând tehnica de patch-clamp pe slice-uri din nucleul raphe dorsal.

Capitolul 3. Materiale si metode

3.1. Reactivi. Substanțele sunt menținute la –20°C și solubilizate în lichid cefalorahidian (LCR) înainte de aplicare: 5’-Guanylylimidodiphosphate [Gpp(NH)p], BaCl2, EGTA, HEPES de la SIGMA-Aldrich Chimie (St Quentin Fallavier, Franța); NaH2PO4·2H2O, KCl, MgCl2·6H2O, CaCl2·2H2O, NaHCO3, KOH de la Merck (Darmstadt, Germania); 5-carboxamidotryptamine (5-CT) de la Research Biochemicals Inc (Natick, MA, USA); (±)-2-dipropylamino-8-hydroxy-1,2,3,4-tetrahydronaphtalene hydrobromide (8-OH-DPAT), N-[2-[4-(2-methoxyphenyl)-1-piperazinyl]ethyl]-N-(2-pyridinyl) cyclohexane carboxamide (WAY 100635) de la Wyeth-Ayerst (Princeton, NJ, USA).

3.2. Animale. Studiile au fost efectuate pe șoareci masculi și femele de 2 luni wild-type (5-HTT+/+) și mutanți (5-HTT-/-) cu același fond genetic (C57 Bl/6). Genotipul este determinat conform protocolului descris de Bengel et al. (1998). Animalele sunt crescute în condiții standard de lumină (cu cicluri de 12/12 ore), de temperatură (20-22°C) și umiditate relativă (60%), cu apă și hrană la dispoziție. Procedurile implicând utilizarea animalelor sunt în acord cu legile internaționale.

3.3. Pregatirea slice-urilor din nucleul raphe dorsal. Imediat după decapitarea șobolanilor, creierul este rapid prelevat și imersat în lichid cefalorahidian (LCR) sintetic cu compoziția (în mM): NaCl 128, KCl 3.5, NaH2PO4 1.2, MgCl2 1.3, CaCl2 2, NaHCO3 25, D-glucose 11, răcit la 4°C și menținut la un pH 7.4 prin barbotare continuă cu carbogen (O2 : 95% și CO2 : 5%). Sclice-uri de 250 µm grosime sunt decupate cu ajutorul unui vibratom (TPI, seria 1000) în plan frontal la nivelul NRD. Slice-urile sunt apoi menținute în LCR saturat în carbogen, la 20-23°C. Pentru înregistrări, slice-ul este plasat sub microscop într-o cameră de înregistrare perfuzată în flux permanent (3 ml/min) cu LCR saturat în carbogen la 20-23°C.

3.4. Înregistrări patch-clamp în configurația whole-cell. Electrozii cu rezistența de 4-6 MΩ sunt trași din capilare de borosilicat GC150F-10 (Harvard Apparatus, UK) cu ajutorul unui tragător de pipete (Narishige PP-830, Japan). Soluția intrapipetă este compusă din (in mM): KH2PO4 108, MgCl2 1, EGTA 11, Hepes 10, Mg-ATP 4, Na-GTP 0.4. Pentru unele experimente, Na-GTP este înlocuit cu 5’-Guanylylimidodiphosphate [Gpp(NH)p], un analog nehidrolizabil al GTP.

Electrozii sunt apropiați de neuronii NRD sub control vizual permanent cu ajutorul unui microscop inversat (NIKON Eclipse E600FN, Japonia). Potențialul de joncțiune este reglat inaintea formarii seal-ului. Înregistrările de patch-clamp sunt realizate în configurația whole-cell și amplificarea semnalului se realizează cu ajutorul unui amplificator Axopatch 200B (Axon Instruments, Union City, CA, USA) utilizând modurile voltage-clamp și current-clamp. Semnalele sunt filtrate la 2 KHz, digitalizate la 15 kHz, și sunt analizate pe un computer cu ajutorul interfeței Digidata 1200 cuplată cu soft-ul pCLAMP 9.2 (Axon Instruments). Rezistența membranară (Rm), rezistența serie (Ra) și capacitatea membranară (Cm) sunt determinate la media pulsurilor depolarizante de 5 mV pornind de la un potențial impus de -60 mV, și utilizând aplicația « Membrane test » de la pCLAMP 9.2.

Neuronii sunt considerați in stare funcțională bună când caracteristicile celulare se mențin în anumiți parametri. Criteriile de selecție pentru celulele înregistrate sunt: Rm > 100 MΩ, RS ≤ 20 MΩ, Cm (30-55 pF) stabile, iar amplitudinea potențialului de acțiune ≥ 55 mV. Eroarea potențialului de joncțiune este calculată cu ajutorul soft-ului pCLAMP 9.2 (-13.9 mV). Înregistrarea în modul current-clamp a permis studiul descărcărilor spontane ale neuronilor măsurați pe perioade de 4 minute, la diferite epoci. Înregistrarea în voltage-clamp a permis studiul curenților evocați de pulsuri crescătoare de 5 mV între -45 mV și -125 mV, pornind de la un potențial impus de -60 mV. Curbele de activare ale curentului sunt reprezentate funcție de potențial (curbele I/V). Densitatea de curent (pA/pF) este calculată pentru pulsul de curent de -125 mV.

3.5. Analize statistice. Datele statistice sunt prezentate sub formă de medie ± S.E.M. și sunt determinate cu ajutorul soft-ul Prism 2.01 (Graphpad, San Diego, CA, USA). n reprezintă numărul de neuroni testați din fiecare categorie. Pentru variabilele cantitative, comparația între două grupuri este realizată cu testul t-test Student. Semnificativitatea statistică este dată de parametrul p < 0.05 (*), 0.005 (**) sau 0.001 (***).

Capitolul 4. Rezultate si discutii

4.1. Înregistrări pe neuroni din nucleul raphe dorsal

Înregistrările în configurația whole-cell pe neuronii NRD au fost obținute pe 58 de șoareci wild-type (35 femele și 23 masculi) și pe 53 de șoareci mutanți pentru transportul de serotonină (26 femele și 27 masculi) cu același fond genetic C57Bl/6. Celulele sunt localizate în porțiunea rostro-caudală a nucleului raphe dorsal (conform planșelor 66-72, figura 4.1.a-e; Franklin & Paxinos, 1997), în principal în subdiviziunea dorsală a nucleului (vezi tabelul 4.1).

Figura 4.1.a. Planșele 64 și 65 (Franklin & Paxinos, 1997)

Figura 4.1.b. Planșele 66 și 67 (Franklin & Paxinos, 1997)

Figura 4.1.c. Planșele 68 și 69 (Franklin & Paxinos, 1997)

Figura 4.1.d. Planșele 70 și 71 (Franklin & Paxinos, 1997)

Figura 4.1.e. Planșa 72 (Franklin & Paxinos, 1997)

Tabelul 4.1. Numărul de neuroni înregistrați în diferitele subdiviziuni ale NRD pentru fiecare grup de șoareci. Procentajele în raport cu numărul total de celule din fiecare grup de șoareci sunt indicate între paranteze.

4.2. Proprietățile electrofiziologice ale celor trei tipuri celulare din NRD la șoarecii wild-type și mutanți

Când neuronii NRD, la șoarecii wild-type (n = 58) și mutanți (n = 53), sunt supuși unor pulsuri de potențial hiperpolarizant, pornind de la un potențial menținut în jurul potențialului de repaus (-60 mV), se constată prezența unui curent spre interiorul celulei. Neuronii NRD se disting în trei grupe funcție de profilul curentului înregistrat. Răspunsurile de tip I și II corespund unui curent menținut pe toată perioada înregistrării pulsului. Aceste răspunsuri diferă prin curbele I/V (figura 4.2): (i) răspunsul de tip I este caracterizat de o curbă I/V liniară (Fig. 4.2A, D), iar (ii) răspunsul de tip II corespunde unei rectificări spre interior la potențiale depolarizante (Fig. 4.2B, E). Un răspuns de tip III (Fig. 4.2C, F) este compus dintr-un curent instantaneu urmat de un curent spre interior lent care atinge un platou. Cele trei răspunsuri sunt de asemenea observate în modul current-clamp, sub forma unui potențial menținut pe toată perioada pulsurilor de curent hiperpolarizante, cu o curba I/V liniară (tip I), rectifiantă (tip II) și cu o relaxare depolarizantă (tip III).

Caracteristicile electrofiziologice ale neuronilor NRD de tip I, II și III (tabel 4.2) se înscriu în gama de valori raportate pentru șobolan: potențialul de repaus -66 mV (Kirby et al, 2003); rezistența membranară 150-400 MΩ (Burlhis and Aghajanian, 1987), amplitudinea, pragul și durata potențialelor de acțiune 61.4 mV, -54.9 mV și respectiv, 2.0 ms (Kirby et al., 2003), amplitudinea și durata AHP 10-20 mV și respectiv 200-800 ms (Vandermaelen and Aghajanian, 1983), constanta de timp a potențialului de membrană ca răspuns la aplicarea unui puls hiperpolarizant de 45-50 pA: 21.4 – 33.5 ms (Kirby et al., 2003) și constanta de timp a fazei inițiale a AHP: 1.8 – 7.3 ms (Kirby et al., 2003).

Tabel 4.2. Caracteristicle biofizice ale neuronilor înregistrați în NRD. Valorile indică media ± SEM. § tipul este semnificativ diferit de tipul II * tipul I este semnificativ diferit de tipul III, și £ tipul II este semnificativ diferit de tipul III, conform testului t-test Student (p < 0.05). Diferențele semnificative sunt marcate in bold.

Figura 4.2. Curenții înregistrați pentru neuronii NRD de tip I, II și III. A, C, E. Curenții evocați în cele trei tipuri celulare prin aplicarea unor pulsuri crescătoare de 5 mV între –45 mV și –125 mV, pornind de la un potențial menținut de –60 mV. Neuronii de tip I (A) și tip II (C) prezintă un curent menținut pe perioada potențialului impus. Neuronii de tip III (E) prezintă un curent inițial (instantaneu) urmat de un curent lent spre interior care atinge un platou. B, D, F. Curbele de inactivare ale curentului depind potențialul neuronilor prezentați în A, C și respectiv E. B. Răspunsul de tip I este caracterizat printr-o curbă I/V liniară. D. Răspunsul de tip II prezintă o rectificare spre interiorul celulei la potențiale depolarizante. F. Pentru răspunsul de tip III, curentul instantaneu este mai redus decât curentul staționar.

Pentru neuronii de tip I, constanta de timp membranară (tau) și densitatea de curent sunt mai reduse decât pentru neuronii de tip II și III. O relaxare lentă în răspunsurile de tip III apare pentru pulsurile de potențial de -95 mV, în jurul potențialului de reversie a K+ conform ecuației Nernst (EK = -93 mV), și crește cu hiperpolarizarea. Relaxarea este reprezentată prin două exponențiale cu constantele de timp τ1 (pentru faza inițială) și τ2 (pentru faza tardivă), care cresc cu hiperpolarizarea (Fig. 4.3), în acord cu dependența de potențial. Constantele de timp sunt calculate pentru masculi și femele la șoarecii wild-type și mutanți cu același fond genetic, pentru un potențial hiperpolarizant de -125 mV (tabel 4.3). Relaxarea este blocată de bariu, un blocant al canalelor de potasiu (n = 3), dar nu și de ZD 7288, un blocant al curentului Ih (n = 3). Amplitudinea și constantele de timp dependente de potențial, potențialul apropiat de cel de inversie al K+ (-93 mV) și sensibilitatea la Ba2+ a curentului rectifiant potasic sunt în acord cu relaxarea curentului GIRK, probabil implicând subunitatea, relaxarea corespunzătoare acesteia caracterizându-se printr-o activare lentă (Wischmeyer et al., 97; Yamada et al., 98).

Figura 4.3. Înregistrarea frecvenței de descărcare a neuronilor în modul current-clamp. Pe figura sunt marcați următorii parametri: E (potențialul membranar de repaus), APA și AAHP (amplitudinile potențialului de acțiune și a potențialului posthiperpolarizant), tPA și tAHP (duratele potențialului de acțiune și a potențialului posthiperpolarizant).

Tabel 4.3. Constantele de timp ale relaxării pentru neuronii de tip III la femelele și masculii wild-type și mutanți cu același fond genetic. Constantele de timp pentru faza inițială (τ1) și faza lentă (τ2) sunt indicate sub formă de medie ± SEM. * Diferențele statistice între șoarecii wild-type și mutanți sunt apreciate utilizând testul t-test Student (p < 0.05), și sunt indicate boldit.

4.3. Repartiția neuronilor de tip I, II și III la femele si masculi wild-type și mutanți

Repartiția neuronilor I, II, III prezintă diferențe între șoarecii wild-type și mutanți cu același fond genetic (tabel 4.4). Procentajul de neuroni de tip I este slab modificat la femele, cu 24 % pentru șoarecii wild-type și respectiv cu 17% pentru șoarecii mutanți. Din contră, se constată o diminuare a procentajului de neuroni la masculi, de la 26% la șoarecii wild-type la 6 % la șoarecii mutanți. Proporția neuronilor de tip II se dublează la femele, de la 28 % pentru wild-type la 61 % la mutanți; proporțiilor neuronilor la masculi rămân stabile (48 % și respectiv 44 %). Procentajul neuronilor de tip III scade la femele, de la 48 % la wild-type la 22% la mutanți; dar crește la masculi de la 26% la wild-type la 50% la mutanți. Astfel, procentajul de neuroni de tip III variază cu aproximativ 25%, dar în sensuri opuse la femele și masculi.

Tabel 4.4. Numărul de celule sensibile la Gpp(NH)p în raport cu numărul total de celule testate din fiecare grup (I, II, sau III). Procentajele (indicate în paranteze) sunt date în raport cu numărul total de celule înregistrate din fiecare grup de șoareci (femele și masculi la șoarecii wild-type și mutanți).

4.4. Influența agoniștilor 5-HT1A și GABAB asupra frecvenței de descărcare și curentului GIRK la șoarecii wild-type și mutanți

La șoarecii wild-type și mutanți, neuronii de tip I (4/11, 36%) și de tip II (12/19, 63 %), dar nu și de tip III (0/9), sunt inhibați de agoniștii serotonergici și GABA-ergici. Agoniștii 5-HT1A, 5-CT (50 nM – 3 μM) și 8-OH-DPAT (300 nM – 30 μM), și agonistul GABAB, baclofenul (500 nM), scad frecvența de descărcare neuronală, în modul current-clamp, și cresc curentul spre interior evocat de pulsuri hiperpolarizante, în modul voltage-clamp (Fig 4.4). Curentul spre interior indus de agoniștii 5-HT1A și GABAB se inversează în jur de -90 mV, când se utilizează o soluție externă de 3.5 mM KCl (n = 16, Fig. 4.4C), și în jur de -40 mV, când se utilizează o soluție externă de 23.5 mM KCl (n = 3, Fig. 4.6), ceea ce este compatibil cu potențialul de inversie al K+ conform legii Nernst: -93 mV și respectiv, -45 mV. Rectificarea curentului spre interior este mai pronunțat pentru 23.5 mM KCl comparativ cu 3.5 mM KCl (Fig. 4.4), ceea ce este compatibil cu proprietățile cinetice ale curentului GIRK (Isomoto et al., 1997).

Curentul spre interior indus de agoniștii 5-HT1A și GABAB prezintă de asemenea o dependență de potențial, care se observă printr-o rectificare spre interior la potențiale depolarizante la nivelul curbelor I/V, în prezența a 3.5 mM KCl (Fig. 4.4C) sau 23.5 mM KCl (Fig. 4.6B). Curentul spre interior indus de agoniștii 5-HT1A este blocată de un antagonist specific WAY 100635 (2-10 µM; Fig. 4.4, n = 6 în timpul perfuziei cu 5-CT; n = 3 în timpul perfuziei cu 8-OH-DPAT).

Alți neuroni nu prezintă modificări ale curentului spre interior în timpul pefuziei a 300 nM agoniști 5-HT1A, chiar dacă există o scădere a frecvenței de descărcare a neuronilor (tip I, 4/11; tip II, 1/19; și tip III, 0/9), sugerând activarea unui alt mecanism diferit de curenții GIRK controlat tot de receptorii 5-HT1A, cum ar fi de exemplu un curent de Ca2+ tranzitoriu (Chen & Penington, 1996), sau interacția cu rețeaua neuronală din slice.

Figura 4.4 . Inhibiția indusă de 5-CT asupra descărcării unui neuron NRD la șoarecii wild-type. A. Perfuzia slice-urilor NRD cu 50 nM și 1 µM 5-CT inhibă activitatea neuronală, ceea ce se traduce printr-o hiperpolarizare și printr-o încetare a descărcării neuronale, în modul current-clamp. Inhibiția maximă este atinsă începând de la concentrația de 50 nM 5-CT. 1 µM WAY 100635 (17 min, ) suprimă inhibiția produsă de 5-CT. Potențialul de repaus -55 mV. B. Perfuzia țesutului cu 5-CT (50 nM; 7 min, +; apoi 1 µM; 10 min, crește curentul spre interior evocat de pulsurile hiperpolarizante. C. Curbele I/V ale înregistrărilor din B. D. Curentul net produs de 5-CT (…), este obținut prin sustracția curbei I/V în condiții control din curba I/V în prezența a 5-CT 1 µM. Curentul prezintă o rectificare spre interior la potențiale depolarizante cu un potențial de reversie la -90 mV. E. Densitatea de curent la finalul unui puls de -125 mV, pentru înregistrările reprezentate în B. [K+]ext = 3.5 mM.

Figura 4.6 . Creșterea curentului GIRK de către [K+]ext sau de 5-CT la nivelul unui neuron NRD la șoarecii wild-type. A. Modificarea concentrației [K+]ext de la 3.5 mM la 23.5 mM crește curentul spre interior evocat de pulsurile de potențial hiperpolarizant. Creșterea curentului este mai pronunțată în prezența 5-CT 100 nM (. Efectul este reversibil după îndepărtarea 5-CT cu soluție Ringer. B. Curbele I/V pentru înregistrările din A. C. Curentul net produs de 5-CT (100 nM) pentru 23.5 mM K+ este obținut prin sustracția curbei obținute în control la 23.5 mM K+ și a curbei I/V în prezența 5-CT. Curentul net prezintă o rectificare spre interior pentru potențiale depolarizante și acest curent se inversează la -40 mV.

4.5. Creșterea curentului GIRK indusă de Gpp(NH)p pentru șoarecii wild-type și mutanți

Pentru a testa activarea curentului spre interior dependentă de proteinele G, soluția intr-pipetă cu GTP este înlocuită cu un analog ne-hidrolizabil Gpp(NH)p (400 μM). Pentru celulele înregistrate la șoarecii wild-type (n = 16/44) și la șoarecii mutanți (n = 12/34), se constată efecte similare celor observate în timpul perfuziei agoniștilor 5-HT1A et GABAB după 15 min de înregistrare în configurația whole-cell. Se constată o inhibiție corelată cu scăderea frecvenței de descărcare și o dublare a densității de curent pentru 3.5 mM K+. Mai multe celule prezintă modificări extrem de slabe ale frecvenței de descărcare și a curentului evocat de pulsuri hiperpolarizante și sunt considerate ca celule insensibile la Gpp(NH)p.

Figura 4.5 . Creșterea curentului GIRK indusă de Gpp(NH)p asupra unui neuron din NRD la șoarecii wild-type. A. Gpp(NH)p (400 µM) produce o inhibiție progresivă manifestată printr-o hiperpolarizare și încetare a descărcării neuronale în current-clamp. Ba2+ (2 mM) reversează efectele Gpp(NH)p asupra potențialului membranar și a descărcării celulare. B. Gpp(NH)p (400 µM) crește progresiv amplitudinea curentului în timpul pulsurilor hiperpolarizante: control, după 12 min și după 17 min de perfuzie cu Gpp(NH)p. Ba2+ (2 mM,…) suprimă efectul Gpp(NH)p. C. Curentul sensibil la Ba2+ este obținut prin sustracția înregistrării control din cea în prezența Ba2+. Curentul net indus de Gpp(NH)p este obținut prin sustracția înregistrării control din înregistrarea la 17 min de perfuzie a Gpp(NH)p. Relaxarea spre interior la începutul pulsurilor se produce la potențiale mai hiperpolarizate ca -95 mV și crește cu hiperpolarizarea. Ea este reprezentată prin două exponențiale ale căror constante de timp pentru faza inițială (τ1; intervalul de înregistrare 1-120 ms) și pentru faza finală (τ2; intervalul de înregistrare 120-1400 ms), au valorile pentru un puls la -125 mV, de 16.8 ms și respectiv de 111.7 ms pentru curentul sensibil la Ba2+, și au valorile de 18.8 ms și respectiv de 148.2 ms pentru curentul net indus de Gpp(NH)p. D. Curbele I/V pentru curentul sensibil la Ba2+ și pentru curentul net indus de Gpp(NH)p) Curentul net indus de Gpp(NH)p prezintă o rectificare spre interior la potențiale depolarizante (dependență de potențial), și curentul sensibil la Ba2+ este aproape linear. F. Densitatea de curent în funcție de timp pentru înregistrările din B. Densitatea de curent este măsurată pentru un puls depolarizant de -125 mV. Gpp(NH)p este prezent în pipetă înaintea debutului înregistrării. [K+]ext = 3.5 mM. E. Constantele de timp τ1 și τ2 ale relaxării spre interior în funcție de potențial pentru curentul net indus de Gpp(NH)p. Constantele de timp cresc cu hiperpolarizarea.

Procentajul de neuroni de tip I, II și III sensibili la Gpp(NH)p în raport cu totalul celulelor înregistrate este reprezentat în tabelul 4.4. La femele, procentajul neuronilor de tip I și II crește de la șoarecii wild-type la mutanți cu aproximativ, 10% și respectiv 20%, iar pentru tipul III se înregistrează o scădere a procentajului cu 10%. Astfel, în principal neuronii de tip II sunt cei sensibili la Gpp(NH)p pentru femele mutante. Global, procentajul total al neuronilor sensibili la Gpp(NH)p incluzând tipurile I, II și III crește cu 20%, fiind dublu la femelele mutante (39%, n = 7/18) în raport cu cele wild-type (20%, n = 5/25).

La masculi, procentajul de neuroni sensibili la Gpp(NH)p de tip I și III scade de la 5 la 10% la șoarecii mutanți în raport cu wild-type. Astfel, procentajul devine foarte scăzut pentru neuronii de tip I (6%) și tip III (6%) la mutanți și în principal neuronii de tip II (19%) rămân sensibili la Gpp(NH)p. Global, procentajul neuronilor sensibili la Gpp(NH)p incluzând tipurile I, II și III scade cu 20%, la masculii mutanți (31%, n = 5/16) în raport cu cei wild-type (53%, n = 10/19).

În timpul aplicării de pulsuri hiperpolarizante, curentul net indus de Gpp(NH)p este calculat făcând sustracția înregistrării control din înregistrarea după 17 min de perfuziea Gpp(NH)p (Fig. 4.5 C). Analizând curbele I/V, curentul net indus de Gpp(NH)p se inversează în jur de -90 mV, la utilizarea unei concentrații extracelulare de 3.5 mM K+ (n = 5, Fig. 4.5 D). Astfel obținem date compatibile cu potențialul de inversie pentru K+, în acord cu ecuația Nernst, -93 mV, sugerând că acest curent net indus de Gpp(NH)p este exclusiv determinat de ionii de potasiu. Curentul net indus de Gpp(NH)p prezintă de asemenea o dependență de potențial cu o rectificare spre interior la potențiale depolarizate (Fig. 4.5 D). Se observă două tipuri de efecte ale Gpp(NH)p, cu prezența sau absența unei rectificări spre interior lente dependente de timp, în timpul activării unui curent net indus net de Gpp(NH)p. Relaxarea lentă se observă pentru neuronii de tip I (3/6 celule sensibile la Gpp(NH)p), II (5/12) și III (3/9), cu o amplitudine care crește pentru potențialele hiperpolarizante (Fig. 4.5 C). Parcursul în timp al relaxării lente este descris prin două exponențiale cu constante de timp medii similare pentru neuronii de tip I (τ1 = 17.0 ± 2.1 ms și τ2 = 165.1 ± 11.7 ms; n = 3), de tip II (τ1 = 22.2 ± 3.0 ms și τ2 = 135.7 ± 21.0 ms; n = 5) și de tip III (τ1 = 17.6 ± 2.4 ms și τ2 = 164.9 ± 9.3 ms; n = 3), la un potențial hiperpolarizant de -125 mV. Amplitudinea curentului net indus de Gpp(NH)p și rectificarea sa lentă dependentă de timp sunt blocate de Ba2+ (2 mM), un blocant al canalului GIRK, atât la șoarecii wild-type (n = 8, Fig. 4.3 B) cât și la șoarecii mutanți (n = 5). Cei doi parametri nu sunt blocați de ZD 7288, un blocant organic al curentului Ih (n = 3). Bariul reversează de asemenea inhibiția indusă de Gpp(NH)p, în înregistrările current-clamp (Fig 4.3 A). Relaxarea lentă din timpul activării curentului GIRK sugerează implicarea unor subunități specifice GIRK.

Figura 4.1.7 . Înregistrările curenților unui neuron de tip II sensibil la Gpp(NH)p. A. Pentru neuronii de tip II, se produce o creștere semnificativă a amplitudinii de curent în timpul pulsurilor hiperpolarizante, după aplicarea Gpp(NH)p (400 nM, ) în raport cu controlul . Acest curent este blocat de Ba2+ .B. Curentul net indus de Gpp(NH)p , obținut prin sustracția înregistrării control din cea în care celulele sunt perfuzate cu Gpp(NH)p, crește cu hiperpolarizarea și prezintă o rectificare spre interior dependentă de timp. Parcursul în timp al activării la -125 mV este descris de două exponențiale cu constantele de timp pentru faza inițială (τ1 = 25.63 ms; interval 1-120 ms) și faza finală (τ2 = 139.16 ms; interval 120-1400 ms). C. Curbele I/V pentru control (…), după acțiunea Gpp(NH)p , și reversibilitatea efectului la aplicarea Ba2+ .D. Curentul net indus de Gpp(NH)p, corespunzător înregistrării din B. Potențialul de inversie este -94 mV. E. Constantele de timp și τ2 ale rectificării spre interior pentru curentul net indus de Gpp(NH)p, reprezentat în B, în funcție de potențialul membranar atins în timpul pulsurilor hiperpolarizante. τ crește cu hiperpolarizarea.

Creșterea densității de curent pentru ansamblul neuronilor sensibili la Gpp(NH)p este comparată între masculi și femele, pentru șoarecii wild-type și mutanți (Fig. 4.8). La femele, la începutul înregistrărilor (situația control), în ciuda faptului că densitatea de curent pentru neuronii sensibili la Gpp(NH)p, este mai mare pentru șoarecii wild-type (5.4 ± 1.7 pA/pF, n = 5) decât la șoarecii mutanți (3.6 ± 0.9 pA/pF, n = 7), diferența nu este statistic semnificativă (p = 0.32). În același timp, densitatea de curent după 30 min de perfuzie cu Gpp(NH)p este de aproximativ două ori mai mare pentru șoarecii wild-type (11.6 ± 1.5 pA/pF) decât pentru șoarecii mutanți (6.8 ± 1.2 pA/pF) (p<0.05).

La masculi, densitatea de curent control pentru neuronii sensibili la Gpp(NH)p este similară pentru șoarecii wild-type (3.8 ± 0.4 pA/pF, n = 10) și cei mutanți (3.9 ± 0.9 pA/pF, n = 5). Nu există diferențe de densitate de curent după 30 min de perfuzie a Gpp(NH)p între șoarecii wild-type (8.3 ± 1.1 pA/pF) și șoarecii mutanți (8.5 ± 0.9 pA/pF). Astfel, raportul de între densitatea de curent după 30 min perfuzie a Gpp(NH)p și densitatea de curent control este similară pentru toate grupurile de șoareci analizate (Fig. 4.8 E). Deci, deleția exonului 2 care codifică pentru transportorul pentru serotonină (șoarecii mutanți 5HTT-/-) nu modifică cuplajul indus de Gpp(NH)p între proteinele G și canalele GIRK, în timpul recrutării de canale GIRK în neuronii NRD, în raport cu șoarecii la care nu s-a efectuat deleția.

Inhibiția forte indusă de Gpp(NH)p, aplicat în soluția intra-pipetă, este ireversibilă pentru toate grupurile celulare, fapt constatat în urmă unor spălări îndelungate cu soluție Ringer pentru indepărtarea Gpp(NH)p. Din contră, în absența Gpp(NH)p, răspunsurile celulelor la agoniștii receptorilor 5-HT1A și GABAB, aplicați în mediul extracelular, sunt reversibile după spălarea cu Ringer. Când se atinge valoarea maximă a inhibiției activității celulare cu Gpp(NH)p, nu se poate obține un răspuns celular mai amplu (hiperpolarizare suplimentară sau creștere a densității de curent) la perfuzarea unei soluții extracelulare cu 5-CT (n = 3), ceea ce ar sugera că același curent este activat și de Gpp(NH)p intracelular și de agoniștii 5-HT1A și GABAB extracelulari.

Înregistrări în condiții similare, dar folosind GTP în pipetă, prezintă o frecvență de descărcare a potențialelor de acțiune și o densitatea de curent stabile, și caracteristici biofizice celulare (potențial de repaus, rezistență membranară, amplitudine a potențialelor de acțiune) stabile. Aceste date sugerează că scăderea descărcării de potențiale și a densității de curent în urma aplicării Gpp(NH)p, sunt efecte ale Gpp(NH)p și nu un simplu artefact de înregistrare datorat dializei neuronilor.

Figura 4.8 . Densitatea de curent a neuronilor sensibili și insenbili la Gpp(NH)p pentru femelele și masculii wild-type și mutanți. Creșterea densității de curent se produce la femelele wild-type (A) și mutante (B) și la masculii wild-type (C) și mutanți (D) după aplicarea Gpp(NH)p. E. Raportul densităților de curent după 30 min de perfuzie a Gpp(NH)p și a densității control, pentru toate grupele de șobolani studiați. Densitatea de curent pentru neuronii insensibili la Gpp(NH)p (F) este similară cu cea a neuronilor sensibili la Gpp(NH)p la începutul înregistrărilor, pentru toate grupele de șoareci.

Pentru neuronii de tip I, II și III, care nu sunt sensibili la aplicarea Gpp(NH)p timp de 30 min, densitatea de curent nu este semnificativ diferită de valoarea control observată pentru celulele sensibile la Gpp(NH)p, la toate grupele de șoareci testate (Fig. 4.8 F). În plus, pentru neuronii insensibili la Gpp(NH)p, perfuzarea în mediul extracelular a 5-CT (30 µM) nu modifică frecvența de descărcare sau curentul indus de pulsurile hiperpolarizante (n = 7 pentru șoarecii wild-type și n = 4 pentru șoarecii mutanți).

Astfel, efecte reproductibile și neaditive ale agoniștilor 5-HT1A și GABAB cu Gpp(NH)p de a induce curenți spre interior corespund activării curentului de către proteinele G. În plus, dependența de K+, rectificarea spre interior și sensibilitatea la Ba2+, sunt caracteristici compatibile cu activarea curentului GIRK de către agoniștii 5-HT1A și GABAB (Isomoto et al., 1997).

Capitolul 5. Concluzii

Am identificat trei grupe de neuroni prezente în slice-urile din NRD la femele și masculi, pentru șobolanii wild-type și mutanți. Acești neuroni prezintă caracteristici diferite, având curba I/V liniară (tip I), cu rectificare (tip II), sau prezentând o relaxare dependentă de timp pe parcursul pulsurilor de potențial hiperpolarizant (tip III), ceea ce sugerează o expresie diferențiată a canalelor ionice. Am demonstrat că curentul GIRK este activat de agoniștii 5-HT1A și GABAB în neuronii NRD, la șoarecii wild-type și mutanți. La șoarecii mutanți, procentajul neuronilor sensibili la Gpp(NH)p din numărul total de celule înregistrate crește cu 20% la femele, și cu scade cu 20% la masculi. Astfel, mutația se pare că suprimă diferențele existente între sexe prezente la șoarecii wild-type (20% la femele și 53% la masculi). In același timp, pentru celulele sensibile la Gpp(NH)p, raportul densității de curent după 30 min perfuzie cu Gpp(NH)p și a densității control, este similar pentru toate grupele de șoareci, atât la șoarecii wild-type cât și la cei mutanți, masculi și femele. Astfel, mutația nu pare să modifice cuplajul indus de Gpp(NH)p între proteinele G și canalele GIRK, pentru recrutarea de canale GIRK la femelele și masculii mutanți în raport cu șoarecii wild-type.

5.1. Proprietățile biofizice ale neuronilor

Răspunsul membranar la pulsuri hiperpolarizante prezintă trei tipuri de curenți la femelele și masculii wild-type și mutanți. Un curent susținut pe toată durata pulsului este prezent la neuronii de tip I și II, cu o curbă I/V liniară sau rectifiantă la potențiale depolarizante. Răspunsul de tip III prezintă o relaxare spre interior la începutul pulsurilor hiperpolarizante. Aceste trei tipuri celulare au fost descrise anterior în NRD la șobolanii masculi (Crunelli et al., 1983; Williams et al., 1988; Beck et al., 2004). Astfel, nu este evidentă existența unor diferențe electrofiziologice la nivelul NRD între șoareci și șobolani, atât la femele cât și la masculi. Răspunsul de tip III apare începând cu -95 mV și crește cu hiperpolarizarea. Ea este caracterizată prin două exponențiale cu constante de timp care cresc cu hiperpolarizarea (tabelul 4.3), în acord cu o dependență de potențial. Acest curent este blocat de Ba2+, un blocant al canalelor potasice GIRK, dar nu și de ZD 7288, un blocant al curentului Ih. Amplitudinea relaxării crește cu noi proteine G, așa cum o arată creșterea curentului spre interior activat de Gpp(NH)p, în timpul pulsurilor hiperpolarizante. Amplitudinea si constantele de timp dependente de potențial, potențialul de inversie apropiat de EK (-93 mV), sensibilitatea la Ba2+ și activarea dependentă de proteinele G sunt compatibile cu relaxarea curentului GIRK. Această relaxare poate fi rezultatul unei combinații specifice de subunități GIRK, această combinație heteromerică de subunități incluzând probabil subunitatea GIRK1, conform activării lente (Wischmeyer et al., 97; Yamada et al., 98), și în acord cu localizarea sa la nivelul NRD (Karschin et al., 1996; Chen et al., 1997; Murer et al., 1997; Wickman et al., 2000).

5.2. Repartiția neuronilor de tip I, II și III la femelele și masculii wild-type și mutanți

Celulele de tip I, II și III sunt prezente la femele și la masculi wild-type și mutanți (tabel 4.4), dar mutația modifică procentajul de neuroni la mutanți în raport cu wild-type. La femele, procentajul de neuroni de tip II crește cu ≈  30%, de la 28% pentru wild-type la 61% pentru mutanți, în timp avem o scădere a procentajului de neuroni tip III, de la 48% la 22%. Procentajul celulelor de tip I se modifică foarte puțin, de la 24% la 17%.

La masculi, procentajul de neuroni tip I scade cu 20%, de la 26% la wild-type la 6% la mutanți. Pentru celulele tip III, există o creștere de la 26% la 50%. Procentajul de celule de tip II este aproape similar, 48% și respectiv 44%.

În concluzie, mutația dublează procentajul neuronilor de tip II în defavoarea celor de tip III la femele, și dublează procentajul neuronilor de tip III în defavoarea celor de tip I la masculi, la șoarecii mutanți comparativ cu șoarecii wild-type.

5.3. Curentul GIRK activat de agoniștii receptorilor 5-HT1A și GABAB

Curentul activat de agoniștii 5-HT1A (8-OH-DPAT sau 5-CT), și GABAB (baclofen), produce o hiperpolarizare a neuronilor NRD la femele și la masculi, wild-type și mutanți. El corespunde unui GIRK deoarece crește cu hiperpolarizarea, depinde de concentrația intracelulară de GTP, este activat de Gpp(NH)p intracelular chiar în absența agoniștilor, prezintă un potențial de reversie apropiat de EK, prezintă o rectificare spre interior dependentă de potențial (vezi curbele I/V) și este blocat de concentrații slabe de Ba2+ extracelular (2 mM) (Yamada et al., 1998). Curentul GIRK indus de 8-OH-DPAT sau 5 – CT este blocat de WAY 100635, un antagonist specific al receptorului 5-HT1A. O creștere similară a curentului GIRK indusă la activarea receptorilor 5-HT1A și GABAB a fost deja descrisă în diferite subdiviziuni ale NRD la șobolan (Aghajanian & Lakoski, 1984; Innis et al., 1988; Williams et al., 1988; Pan et al., 1993; Penington et al., 1993; Bayliss et al., 1997; Beck et al., 2004). Identificarea sub-unităților GIRK controlate de agoniștii 5-HT1A și GABAB, pentru fiecare tip de neuron I, II și III, necesită experiențe de RT-PCR pe o singură celulă.

5.4. Neuronii sensibili la Gpp(NH)p la femele și masculi wild-type

Procentajul de neuroni sensibili la Gpp(NH)p este mai redus la femelele (20%) decât la masculii (53%) wild-type. Astfel, implicarea curenților GIRK activați de proteinele G în implicați în neurotransmisia neuronilor NRD pare mult mai slabă la femele decât la masculi. Un fapt important îl constituie influența receptorilor controlați de proteinele G, cum ar fi receptorii 5-HT1A și GABAB, în NRD (Aghajanian & Lakoski, 1984; Innis et al., 1988; Williams et al., 1988; Pan et al., 1993; Penington et al., 1993; Bayliss et al., 1997; Beck et al., 2004). Depresia este asociată cu reducerea neurotransmisiei serotonergice corespunzătoare unei inhibiții forte a neuronilor din NRD prin intermediul autoreceptorilor 5-HT1A (Blier et al., 1998) sau alterarea neurotransmisiei GABA-ergice (Brambilla et al., 2003; Tunnicliff & Malatynska, 2003). În același timp, procentajul neuronilor sensibili la Gpp(NH)p din totalitatea celulelor înregistrate în NRD la masculii wild-type (53%) reprezintă o categorie de neuroni mai largă decât neuronii serotonergici din această regiune (aproximativ 30%; Descarries et al., 1982). Există o mare variabilitate a controlului proteinelor G, și posibil a neurotransmisiei serotonergice sau GABA-ergice, atât la masculi cât și la femele și în consecință, alterarea funcționalității receptorilor cuplați cu proteinele G poate produce modificări ale neurotransmisiei de la nivelul NRD către structurile țintă, modificări mai semnificative la femele decât la masculi.

5.5. Activarea curentului GIRK la femelele și masculii wild-type și mutanți

În NRD sunt prezente două tipuri de efecte ale Gpp(NH)p, cu sau fără rectificare spre interior lentă dependentă de timp pe parcursul activării curentului net indus de Gpp(NH)p. Relaxarea lentă prezintă constante de timp similare pentru neuronii de tip I (τ1 = 17 ms ; τ2 = 165 ms), tip II (τ1 = 22 ms; τ2 = 136 ms) și tip III (τ1 = 18 ms ; τ2 = 165 ms), pentru un puls depolarizant de -125 mV. Prezența sau absența relaxării lente a curentului net indus de Gpp(NH)p sugerează că subunități diferite ale GIRK sunt controlate de stocuri de proteine G stimulate de Gpp(NH)p, pentru neuronii de tip I, II și III, în acord cu localizarea mai multor subunități GIRK, cum ar fi GIRK 1, GIRK 2 și GIRK 3, în NRD la șobolani și la șoareci (Karschin et al., 1996; Chen et al., 1997; Murer et al., 1997; Wickman et al., 2000).

Sensibilitatea la Gpp(NH)p prezintă modificări adaptative dependente de mutație și de sex. La femele, procentajul neuronilor sensibili la Gpp(NH)p din numărul total de celule înregistrate crește cu ≈ 20%, și astfel se dublează, de la 20% pentru wild-type la 39% pentru mutanți. La masculi, procentajul de neuroni sensibili la Gpp(NH)p scade cu aproximativ ≈ 20%, de la 53% pentru wild-type la 31% pentru mutanți. Astfel, mutația produce efecte inverse funcție de sex la nivelul neuronilor sensibili la Gpp(NH)p, reducând diferențele sexuale și conducând la un procentaj de aproximativ ≈35% neuroni sensibili la Gpp(NH)p la ambele sexe.

In vivo, modificări similare ale frecvenței de descărcare a potențialelor de acțiune au fost observate după gonadectomie, la femelele și masculii mutanți (Bouali et al., 2003).

Considerând doar celulele sensibile la Gpp(NH)p, densitatea de curent în timpul aplicării Gpp(NH)p se reduce semnificativ la femelele mutante (6.9 pA/pF) în raport cu cele wild-type (10.5 pA/pF). Astfel, ținând cont de procentajul de neuroni sensibili la Gpp(NH)p, echilibrul între efectele opuse create de mutație poate favoriza un control redus exercitat de proteinele G asupra curenților GIRK în NRD la femelele mutante. Aceste date sunt în acord cu scăderea marcajului cu [35S]GTP-γ-S indusă de 5-CT, la femelele mutante în raport cu cele wild-type (Li et al., 2000).

La ambele sexe, densitatea de curent control pentru neuronii sensibili la Gpp(NH)p din NRD este similară la wild-type și la mutanți (≈3.8 pA/pF); idem pentru densitatea de curent netă după aplicarea Gpp(NH)p (≈ 8.5 pA/pF). Astfel, mutația nu modifică eficiența Gpp(NH)p de activare a curenților GIRK, în raport cu cazul șoarecilor wild-type. Totuși scăderea procentajului de neuroni sensibili la Gpp(NH)p, indică reducerea numărului de canale GIRK controlate de proteinele G la masculii mutanți comparativ cu cei wild-type, în acord cu reducerea cu ≈40% a marcajului cu 35S-GTP-γ-S la șoarecii mutanți în raport cu cei wild-type (Fabre et al., 2000).

Când neuronii din NRD sunt senbili la Gpp(NH)p, nu există modificări ale eficienței Gpp(NH)p la ambele sexe mutante în raport cu wild-type, așa cum o indică rapoartele similare ale densității de curent după aplicarea Gpp(NH)p și în control (dmax/d0). În plus, intervalul de timp necesar pentru încetarea completă a descărcării potențialelor de acțiune este similar pentru cele două genotipuri. Toarte aceste observații indică că mutația nu modifică cuplajul indus de Gpp(NH)p între proteinele G și canalele GIRK la ambele sexe mutante comparativ cu wild-type. Densitatea de curent control nu se modifică funcție de mutație sau de sex.

Densitatea de curent pentru neuronii este mai redusă pentru neuronii sensibili la Gpp(NH)p la femelele mutante în raport cu cele wild-type. Putem face corelația între datele in vivo care ne indică o inhibiție totală a descărcării neuronale din NRD de către autoreceptori, la femelele mutante knock-out 5-HTT-/- (Bouali et al., 2003). Astfel, densitatea de curent indusă în timpul aplicării Gpp(NH)p in vitro nu se schimbă la masculii 5-HTT-/- în raport cu cei wild-type. Reducerea densității de curent în timpul aplicării Gpp(NH)p la femelele 5-HTT-/- în raport cu nivelul stabil înregistrat la masculii 5-HTT-/-, se poate explica prin prisma diferențelor sexuale observate in vivo: inhibiția descărcării neuronale, în situație control, de către autoreceptorii 5-HT1A se menține parțial la șoarecii masculi, dar este complet abolită la femele (Bouali et al., 2003).

Alți factori mai pot contribui la scăderea influenței receptorilor 5-HT1A (Mannoury la Cour et al., 2001) și GABAB (Mannoury la Cour et al., 2004) în NRD, asupra descărcării neuronale: o scădere de 30-50% a densității receptorilor 5-HT1A, probabil asociată cu un deficit al cuplajului cu proteinele G, este demonstrată prin scăderea marcajului cu [35S]GTP-γ-S indusă de agoniștii receptorilor 5-HT1A și GABAB (Fabre et al., 2000; Li et al., 2000; Mannoury la Cour et al., 2004). În același timp, putem constata o scădere a cantității de proteine cuplate cu receptorii 5-HT1A și GABAB, probabil datorată unei alterări a proteinelor RGS.

Doar neuronii de tip I și II, dar nu și tipul III, sunt sensibili la agoniștii receptorilor 5-HT1A și GABAB, în acord cu rezultatele anterioare care demonstrau lipsa unui efect al agoniștilor 5-HT1A asupra celulelor care prezintă rectificare lentă în timp (Haj-Dahmane, 2001). Este posibil ca acești agoniști să nu crească curentul de tip III control, chiar dacă există un stoc de proteine G disponibile pentru a declanșa curentul GIRK, așa cum o demonstrează cresțerea curentului GIRK indusă de Gpp(NH)p și probabil corelată cu neurotransmițătorii care activează receptorii.

Există puține celule care prezintă o scădere a frecvenței de descărcare indusă de agoniștii 5-HT1A, fără să se producă în paralel și modificarea densității de curent sau a potențialului membranar în timpul pulsurilor hiperpolarizante. Acest fapt implică controlul unui alt curent cuplat cu receptorul, spre exemplu un curent de calciu tranzitoriu (Chen and Penington, 1996), sau o interacție prin intermediul rețelei neuronale din slice cu activitatea celorlalte celule activate de perfuzia agonistului. Această ultimă posibilitate implică existența unor interneuroni sensibili la agoniștii 5-HT1A, care descarcă asupra celulelor înregistrate care sunt insensibile la agoniști. Neuronii glutamatergici perikarya (Clements et al., 1991) și neuronii ne-serotonergici sensibili la agoniștii 5-HT1A (Kirby et al., 2003) care au fost deja indentificați ca fiind prezenți în NRD, pot să participe la acest mecanism, într-o manieră similară cu influența neuronilor din cortexul median prefrontal asupra neuronilor serotonergici din NRD (Celada et al., 2001).

În concluzie, acest studiu electrofiziologic in vitro demonstrează că procentajul de neuroni sensibili la Gpp(NH)p este mai mic la femelele wild-type comparativ cu masculii wild-type. În consecință, alterarea funcționalității receptorilor cuplați cu proteinele G poate produce modificări semnificative ale neurotransmisiei între NRD și structurile țintă, la femelele wild-type compativ cu masculii wild-type. Absența modicărilor de cuplaj între canalele GIRK și proteinele G în timpul aplicării Gpp(NH)p, atât la femelele cât și la masculii mutanți, ar putea să explice scăderea eficienței controlului receptorilor somatodendritici asupra cuplajului la mutanți comparativ cu șoarecii wild-type. În concluzie, în cadrul modelului șoarecilor mutanți knock-out 5-HTT-/-, controlul proteinelor G este un mecanism molecular adaptativ în timpul acțiunii antidepresive exercitate prin blocajul cronic al recaptării serotoninei.

5.6. Bibliografie

Aghajanian, G.K., Lakoski, J.M. 1984. Brain Res. 305:181

Bayliss, D.A., Li, Y.W., Talley, E.M. 1997. J. Neurophysiol. 77:1349

Beck, S.G., Pan, Y.Z., Akanwa, C., Kirby, L. 2004. J. Neurophysiol. 91:994

Bengel, D., Murphy, D.L., Andrews, A.M., et al. 1998.. Mol. Pharmacol. 53:649

Blier, P., Pineyro, G., el Mansari, M., et al. 1998. Ann. N. Y. Acad. Sci. 861:204

Bouali, S., Evrard, A., Chastanet, M. et al. 2003. Eur. J. Neurosci. 18:2203

Brambilla, P., Perez, J., Barale, F., et al. 2003. Mol Psychiat. 8:721

Celada, P., Puig, M.V., Casanovas, J.M., et al. 2001. J. Neurosci. 21:9917

Chen, Y., Penington, N.J. 1996. J. Physiol. 496:129

Chen, S.C., Ehrhard, P., Goldowitz, D., Smeyne, R.J. 1997. Brain Res. 778:251

Clements, J.R., Toth, D.D., Highfield, D.A., Grant, S.J. 1991. Adv. Exp. Med. Biol. 295:127

Corey, S., Clapham, D.E. 2001. J. Biol. Chem. 6:11409

Corradetti, R., Laaris, N., Hanoun, N., Laporte, A.M., 1998. Br. J. Pharmacol. 123:449

Crunelli, V., Forda, S., Brooks, P.A., et al. 1983. Neurosci. Lett. 40:263

Czachura, J.F., Rasmussen, K. 2000. Naunyn-Schmiedeberg’s Arch. Pharmacol. 362:266

Descarries, L., Watkins, K.C., Garcia, S., Beaudet, A. 1982. J. Comp. Neurol. 207:239

Doupnick, C.A., Lim, N.F., Kofuji, P., Davidson, N., Lester, H.A. 1995. J. Gen. Physiol. 106:1

El Yacoubi, M., Bouali, S., Popa, D., et al. 2003. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100:6227

Fabre, V., Beaufour, C., Evrard, A., et al. 2000. Eur. J. Neurosci. 12:2299

Franklin, K.B.J., Paxinos, G. 1997. The mouse brain in stereotaxic coordinates. Academic Press, Inc., San Diego, USA.

Gobbi, G., Murphy, D.L., Lesch, K.P., Blier, P. 2001. J. Pharmacol. Exp. Ther. 296:987

Graham, D., Esnaud, H., Habert, E., Langer, S.Z. 1989. Biochem. Pharmacol. 38:3819

Haj-Dahmane, S. 2001. Eur. J. Neurosci. 14:1

Innis, R.B., Nestler, E.J., Aghajanian, G.K. 1988. Brain Res. 459:27

Isomoto, S., Kondo, C., Kurachi, Y. 1997. Jpn. J. Physiol. 47:11

Jan, L.Y., Jan, Y.N. 1997. Annu. Rev. Neurosci. 20:91

Jelacic, T.M., Sims, S.M., Clapham, D.E. 1999. J. Membrane Biol. 169:123

Jelacic, T.M., Kennedy, M.E., Wickman, K., Clapham, D.E. 2000. J. Biol. Chem. 275:36211

Karschin, C., Diβmann, E., Stühmer, W., Karschin, A. 1996. J. Neurosci. 16:3559

Kirby, L.G., Pernar, L., Valentino, R.J., Beck, S.G. 2003. Neuroscience 116:669

Kofuji, P., Davidson, N., Lester, H.A. 1995. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92:6542

Kornstein, S.G., Schatzberg, A.F., Thase, M.E. et al. 2000. J. Affect. Disord. 60:1

Lakoski, J.M. 1988. Pharmacologist 30:126

Lei, Q., Jones, M.B., Talley, E.M., et al. 2000. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97:9771

Le Poul, E., Laaris, N., Doucet, E. et al. 1995. Naunyn-Schmiedeberg’s Arch. Pharmacol. 352:141

Le Poul, E., Boni, C., Hanoun, N., et al. 2000. Neuropharmacology 39:110

Lesch, K.P. 1997. Molecular biology, pharmacology, and genetics of the serotonin transporter: Psychobiological and clinical implications. In Baumgarten, H.G. & Göthert, M. (eds), Serotoninergic neurons and 5-HT receptors in the CNS. Handbook of Experimental Pharmacology, Vol. 129. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, pp.671-705.

Logothetis, D.E., Kurachi, Y., Galper, J., Neer, E.J., Clapham, D.E. 1987. Nature 325:321

Lopatin, A.N., Makhina, E.N., Nichols, C.G. 1995. J. Gen. Physiol. 106:923

Mannoury la Cour, C., Boni, C., Hanoun, N., et al. 2001. J. Neurosci. 21:2178

Murer, G., Adelbrecht, C., Lauritzen, I., et al. 1997. Neuroscience 80:345

Österlund, M.K., Halldin, C. & Hurd, Y.L. 2000. Synapse 35:39

Pan, Z.Z., Wessendorf, M.W., Williams, J.T. 1993. Neuroscience 54:421

Pecins-Thompson, M., Brown, N.A., Kohama, S.G. & Bethea, C.L. 1996. J. Neurosci. 16:7021

Penington, N.J., Kelly, J.S., Fox, A.P. 1993. J. Physiol. 469:387

Perrier, J.F., Alaburda, A., Hounsgaard, J. 2003. J. Physiol. 548:485

Piccinelli, M., Wilkinson, G 2000. Br. J. Psychiatry 177:486

Romero, L., Bel, N., Artigas, F., de Montigny, C., Blier, P. 1996. Neuropsychopharmacol. 15:349

Tunnicliff, G. & Malatynska, E. 2003. Neurochem. Res. 28:965

Vandermaelen, C.P., Aghajanian, G.K. 1983. Brain Res. 289:109

Verheugen, J.A.H., Fricker, D. & Miles, R. 1999. J. Neurosci. 19:2546

Wickman, K., Karschin, C., Karschin, A. et al. 2000. J. Neurosci. 20:5608

Williams, J.T., Colmers, W.F., Pan, Z.Z. 1988. J. Neurosci. 89:3499

Wischmeyer, E., Döring, F., Wischmeyer, E. et al. 1997. Mol. Cell. Neurosci. 9:194

Yamada, M., Inanobe, A., Kurachi, Y. 1998. Pharmacol. Rev. 50:723