SCOPUS
KCI등재
SCIE
Attenuated Glial K <sup>+</sup> Clearance Contributes to Long-Term Synaptic Potentiation Via Depolarizing GABA in Dorsal Horn Neurons of Rat Spinal Cord
저자
Lee, Jaekwang ; Favorov, Oleg V ; Tommerdahl, Mark ; Lee, C. Justin ; Whitsel, Barry L.
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2014
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,KCI등재,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
53-64(12쪽)
제공처
<P>It has been reported that long-term enhancement of superficial dorsal horn (DH<SUB>s</SUB>) excitatory synaptic transmission underlies central sensitization, secondary hyperalgesia, and persistent pain. We tested whether impaired clearance of K<SUP>+</SUP> and glutamate by glia in DH<SUB>s</SUB> may contribute to initiation and maintenance of the CNS pain circuit and sensorimotor abnormalities. Transient exposure of the spinal cord slice to fluorocitrate (FC) is shown to be accompanied by a protracted <I>decrease</I> of the DH<SUB>s</SUB> optical response to repetitive electrical stimulation of the ipsilateral dorsal root, and by a similarly protracted <I>increase</I> in the postsynaptic response of the DH<SUB>s</SUB> like LTP. It also is shown that LTP<SUB>FC</SUB><I>does not</I> occur in the presence of APV, and becomes progressively <I>smaller</I> as [K<SUP>+</SUP>]<SUB>o</SUB> in the perfusion solution decreased from 3.0 mM to 0.0 mM. Interestingly LTP<SUB>FC</SUB> is <I>reduced</I> by bath application of Bic. Whole-cell patch recordings were carried out to evaluate the effects of FC on the response of DH<SUB>s</SUB> neurons to puffer-applied GABA. The observations reveal that transient exposure to FC is reliably accompanied by a prolonged (>1 hr) depolarizing shift of the equilibrium potential for the DH<SUB>s</SUB> neuron transmembrane ionic currents evoked by GABA. Considered collectively, the findings demonstrate that LTP<SUB>FC</SUB> involves (1) elevation of [K<SUP>+</SUP>]<SUB>o</SUB> in the DH<SUB>s</SUB>, (2) NMDAR activation, and (3) conversion of the effect of GABA on DH<SUB>s</SUB> neurons from inhibition to excitation. It is proposed that a transient impairment of astrocyte energy production can trigger the cascade of dorsal horn mechanisms that underlies hyperalgesia and persistent pain.</P>
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