Κύριος στόχος της εργασίας ήταν η συγκριτική μελέτη της παλίνδρομης αναστολής μεταξύ του ραχιαίου και του κοιλιακού πόλου του ιππόκαμπου αρουραίου. Χρησιμοποιήθηκε η μεθοδολογία της in vitro διατήρησης τομών ιππόκαμπου και εξωκυττάριων καταγραφών προκλητών δυναμικών πεδίου. Τα αποτελέσματά μας έδειξαν ότι η GABAA εξαρτώμενη παλίνδρομη αναστολή είναι ασθενέστερη, έχει μικρότερη διάρκεια και φθίνει πιο γρήγορα στον κοιλιακό σε σχέση με το ραχιαίο ιππόκαμπο. Χρησιμοποιώντας διάφορα φάρμακα που δρουν ενισχυτικά στον GABAA υποδοχέα δείξαμε ότι υπάρχει λειτουργική διαφοροποίηση του GABAA εξαρτώμενου ανασταλτικού μηχανισμού μεταξύ των δύο πόλων του ιππόκαμπου, ενισχύοντας την υπόθεση της λειτουργικής διαφοροποίησης στο επίπεδο του υποδοχέα μεταξύ των δύο πόλων. Στην in vivo μελέτη, χρησιμοποιώντας το μοντέλο επαγωγής επιληπτικών κρίσεων με χορήγηση πεντυλενοτετραζόλης, δείξαμε ότι η ενίσχυση της GABAA εξαρτώμενης αναστολής απο τα κατασταλτικά φάρμακα συσχετίζεται με το μέγεθος της αντιεπιληπτικής τους δράσης. Επιπλέον, η βιταμίνη D δεν παρουσίασε αντιεπιληπτική δράση στους C57BL/6J μύες, ούτε ενίσχυσε την αναστολή, κάτι που δείχνει ότι δεν έχει επίδραση στον GABAA υποδοχέα ή, τουλάχιστον, στους υπότυπούς του στον ιππόκαμπο. / The major aim of this work was the comparative study of recurrent inhibition between the dorsal and ventral pole of the rat hippocampus. We used the methodology of in vitro maintenance of hippocampal slices and recording of evoked field potentials. We showed that the GABAA mediated recurrent inhibition is weaker, lasts less and decays faster in ventral than in dorsal hippocampus. Using various drugs that act as positive allosteric modulators of the GABAA receptor, we showed that there is a functional differentiation of the GABAA inhibitory mechanism between the two hippocampal poles, strengthening the hypothesis of the functional differentiation at the level of the receptor between the two poles. In the in vivo study, using the pentylenetetrazole model for inducing epileptic seizures, we showed that the enhancement of the GABAA mediated recurrent inhibition correlates with the strength of antiepileptic action of the sedative drugs used. In addition vitamin D did not show antiepileptic action in C57BL/6J mice. Moreover it didn’t enhance recurrent inhibition, showing that it doesn’t have any action on the GABAA receptor or, at least, on its subtypes in hippocampus.

Συναπτική διέγερση και αναστολή βρίσκονται σε συνεχή δυναμική ισορροπία, απαραίτητη για την καλή λειτουργία του ΚΝΣ. Ένα από τα βασικά ανασταλτικά κυκλώματα του εγκεφάλου είναι αυτό της παλίνδρομης αναστολής. Το πιο χαρακτηριστικό, ίσως, παράδειγμα του κυκλώματος αυτού βρίσκεται στη CA1 περιοχή του ιππόκαμπου, η οποία προσφέρεται για ηλεκτροφυσιολογικές μελέτες in vitro, λόγω της στρωματοειδούς οργάνωσης των κυκλωμάτων ιππόκαμπου. Πρόσφατες έρευνες έχουν δείξει διαφορές στη δομή και λειτουργία των δύο πόλων του ιππόκαμπου, καθιστώντας αναγκαία τη συγκριτική τους μελέτη. Στην εργασία αυτή χρησιμοποιήθηκαν εξωκυττάριες καταγραφές από την πυραμιδική στοιβάδα σε συνδυασμό με το πρωτόκολλο διπλού ορθόδρομου ερεθισμού (περιορισμένα) και το πρωτόκολλο αντίδρομου-ορθόδρομου ερεθισμού (εκτενέστερα) για τη μελέτη του πλάτους και της διάρκειας της παλίνδρομης αναστολής σε τομές ραχιαίου και κοιλιακού ιππόκαμπου από αρσενικούς επίμυες, καθώς και της επίδρασης επί αυτής μιας σειράς καταπραϋντικών φαρμάκων που δρουν ως αλλοστερικοί ενισχυτές του GABAA υποδοχέα. Τα αποτελέσματα των πειραμάτων έδειξαν: Επαλήθευση της στρωματοειδούς οργάνωσης των κυκλωμάτων του ιππόκαμπου, με μεγαλύτερη κατευθυντικότητα των ανασταλτικών κυκλωμάτων στο ραχιαίο σε σχέση με τον κοιλιακό πόλο. Μεγαλύτερο πλάτος και διάρκεια και πιο αργή μείωση της παλίνδρομης αναστολής γενικά, και της GABAA συνιστώσας της ειδικότερα, στο ραχιαίο σε σχέση με τον κοιλιακό ιππόκαμπο. Ενίσχυση της παλίνδρομης αναστολής και στους δύο πόλους του ιππόκαμπου από διαζεπάμη, μιδαζολάμη, ζολπιδέμη, φαινοβαρβιτάλη, θειοπεντάλη, πεντοβαρβιτάλη, αλφαξαλόνη και προποφόλη. Συσχέτιση της αύξησης του πλάτους της αναστολής και της διάρκειας της ενίσχυσής της με την κλινική δράση της κάθε συγκέντρωσης φαρμάκου. Ενίσχυση της αποκλειστικά GABAA εξαρτώμενης αναστολής από υψηλές συγκεντρώσεις θειοπεντάλης και αλφαξαλόνης που δοκιμάστηκαν ενδεικτικά πολύ πέρα από τα φυσιολογικά χρονικά όριά της. Μεγαλύτερη διάρκεια ενίσχυσης της συναπτικής αναστολής από τις σχετικά υψηλότερες δόσεις φαρμάκων στο ραχιαίο σε σχέση με τον κοιλιακό πόλο. Έλλειψη δράσης του νευροστεροειδούς αλλοπρεγνανολόνη και των συνθετικών παραγώγων του στη συναπτική αναστολή. Περιορισμένος αριθμός in vivo πειραμάτων εκτίμησης της επίδρασης της αλλο-πρεγνανολόνης και των παραγώγων της στην αναστολή με το μοντέλο ελέγχου επιληπτικών κρίσεων που προκαλούνται από PTZ έδειξε πως, ενώ τα συνθετικά παράγωγα δεν είχαν καμία δράση, η αλλοπρεγνανολόνη είχε σημαντική θετική δράση / Synaptic excitation and inhibition are maintained in dynamic equilibrium, necessary for the proper function of the CNS. One of the basic inhibitory circuits of the brain is that of recurrent inhibition. The most distinctive example of recurrent inhibition occurs in the CA1 region of the hippocampus, a region particularly suited to in vitro electrophysiological investigations because of the unique lamellar organization of hippocampal circuits. Recent research has uncovered considerable differences in the structure and function of the two poles of the hippocampus necessitating a comparative study. In this study we used extracellular recordings from the pyramidal cell layer of dorsal and ventral rat hippocampal slices, in conjunction with limited use of the double orthodromic and more extensive use of the paired antidromic-orthodromic stimulation protocol in order to study the CA1 recurrent inhibition and the effects of a series of sedative drugs, with GABAA allosteric modulator properties, on it. The results of these experiments showed: A verification of the lamellar organization of hippocampal circuits. Dorsal pole inhibitory circuits showed a greater orientation specificity than ventral pole ones. A greater size and duration and a slower decay of recurrent inhibition in general, and of its GABAA-mediated component in particular, in dorsal compared to ventral hippocampus. An enhancement of recurrent inhibition in both hippocampal poles produced by diazepam, midazolam, zolpidem, phenobarbital, thiopental, pentobarbital, alfaxalone and propofol. A correlation between the enhancement of the size of recurrent inhibition or the duration of its enhancement and the clinical actions of every drug concentration tested. An enhancement of the exclusively GABAA-mediated recurrent inhibition by representative high concentrations of thiopental and alfaxalone well beyond its normal duration. A greater duration of recurrent inhibition enhancement by the relatively higher drug concentrations in dorsal compared to ventral hippocampus. A lack of action on synaptic inhibition by the neurosteroid allopregnanolone and its synthetic derivatives. A limited number of in vivo experiments assessing the effect of allopregnanolone and its derivatives on synaptic inhibition, measured as their ability to control epileptic seizures induced by acute injections of PTZ, showed that the synthetic derivatives had no effect whereas allopregnanolone had a significant positive effect.