Serotonin and circadian system of noctural rodents : in vivo approaches
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Abstract EN:
The suprachiasmtic nucleus (SCN) is the main circadian biological clock which is synchronized by photic and non-photic cues. The lastest reachs the SCN by a direct nervous serotoninergic (5-HT) pathway arising from the median raphe (MRN). Protein and mRNA amount of tryptophan hydroxylase (the rate limiting enzyme in the 5-HT synthesis, tph2) fluctuate over 24 hours as well as the release of 5-HT in the SCN. Our study aims to characterize another parameter to the operation of these neurons: the electrical activity of the neurons of the MNR. Our study shows that the pattern of discharge of these 5-HT neurons is rhythmic over 24 hours and that a same neuron could change its profile of electrical activity during 24 hours. The mechanisms responsible for this rhythm are still unknown. We then tested the involvement of corticosterone. First, we measured the effect of the abolition of the rhythmic pattern of corticosterone on the extracellular release of 5-HT and its major metabolite 5-HIAA in the SCN. Daily variations of 5-HT and 5-HIAA on 24h are totally abolished after adrenalectomy. Then, we evaluated the effect of the administration of corticosterone on the discharge of neurons of the MNR. Our results suggest that corticosterone induced stimulation of the activity of discharge of neurons in the MNR and that this effect is transient. With pharmacological approaches we checked the involvement of different types of receptors for glucocorticoids on the firing of neurons in the MNR. All of our results show that 5-HT neurons in the MNR have rhythmic functioning which is under the control of the secretion of corticosterone from the synthesis to the release of 5-HT. These 5-HT neurons could constitute a feedback on the functioning of the clock, and to issue a circadian message to other brain regions.
Abstract FR:
Les noyaux suprachiasmatiques (SCN) constituent l’horloge biologique circadienne principale. Elle est synchronisée à la fois par des informations photiques et non-photiques. Ces dernières parviennent aux SCN notamment par une voie nerveuse sérotoninergique (5-HT) directe issue du noyau du raphé médian (MRN). Les quantités de protéine et de l’ARNm tryptophane hydroxylase (enzyme limitante de la synthèse de 5-HT, tph 2) fluctuent sur 24h ainsi que la libération de 5-HT dans les SCN. Notre étude vise à caractériser un autre paramètre du fonctionnement de ces neurones : l’activité électrique des neurones du MRN. Notre étude montre que ces neurones déchargent selon un profil rythmique sur 24h et qu’un même neurone pouvait changer son profil d’activité électrique au cours des 24h. Les mécanismes responsables de cette rythmicité sont encore inconnus. Nous avons alors testé l’implication de la corticostérone. Dans un premier temps nous avons mesuré l’effet de l’abolition du rythme de corticostérone sur le rythme de libération extracellulaire de 5-HT et de son principal métabolite le 5-HIAA dans les SCN. Les variations nycthémérales de 5-HT et de 5-HIAA sur 24h sont totalement abolies après surrénalectomie. Puis, nous avons évalué l’effet de l’administration de corticostérone sur la décharge des neurones du MRN. Nos résultats indiquent que la corticostérone induit une stimulation de l’activité de décharge des neurones du MRN et que cet effet est transitoire. Par des approches pharmacologiques nous avons vérifié l’implication de différents types de récepteurs aux glucocorticoïdes sur le firing des neurones du MRN. L’ensemble de nos résultats montre que les neurones 5-HT du MRN ont un fonctionnement rythmique sous le contrôle du rythme de sécrétion de corticostérone depuis la synthèse jusqu’à la libération de 5-HT. Ces neurones à 5-HT pourraient ainsi permettre un rétrocontrôle sur le fonctionnement même de l’horloge, et de délivrer un message circadien à d’autres régions cérébrales.