Avaliação da atividade dos canais para sódio dependentes de voltagem dos neurônios do gânglio da raiz dorsal na dor em modelagem computacional

Assessment of voltage-dependent sodium channel activity of dorsal root ganglion neurons in pain in computer modeling

dc.contributorTejada, Julián
dc.creatorSilva, Kelly Coutinho da
dc.date2022-03-21T13:30:37Z
dc.date2022-03-21T13:30:37Z
dc.date2022-01-28
dc.date.accessioned2023-09-28T23:04:00Z
dc.date.available2023-09-28T23:04:00Z
dc.identifierSILVA, Kelly Coutinho da. Avaliação da atividade dos canais para sódio dependentes de voltagem dos neurônios do gânglio da raiz dorsal na dor em modelagem computacional. 2022. 97 f. Tese (Doutorado em Ciências Fisiológicas) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2022.
dc.identifierhttps://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/15179
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/9083609
dc.descriptionThe ability to detect noxious stimuli is essential for an organism’s survival and well-being. Pain information is generated through activation of nociceptors, which are receptors located in the periphery. These nociceptors are the most distal part of the primary afferent neurons and correspond to the narrowest portions of the fibers that carry messages originating after a noxious stimulus. Primary afferent neurons synapse with second-order neurons in the dorsal horn of the spinal cord. Several studies report the importance of voltage-gated sodium channels for the excitability of these peripheral cells and the transmission of pain signals. Some of these researches have used new technologies such as computational modeling to anticipate results that will be later tested in vitro or in vivo. Therefore, this study aimed to evaluate the participation of voltage-dependent sodium channels in dorsal root ganglion cells in pain using conductance-based computational neuron models. To evaluate the action of these channels in small and large cells of the dorsal root ganglion, parameters such as rheobase, chronaxis, input resistance, characteristic time τ , interval between action potentials, firing rate, amplitude of action potentials and action potential width. The results of the work showed that the presence of the N av1.1 subtype in the cell promotes a reduction of the input resistance and of the characteristic time and its absence promotes anticipation of the generation of the action potential and in the cells of smaller caliber favoring the formation of high frequency shots with the increase in the applied stimulus, the absence of N av1.2 in the large-caliber cells anticipated the formation of action potential and in the small-caliber cell, it increased the time for the membrane to return to rest, in addition to reducing the amplitude of the shots. The N av1.3 channel promoted a significant increase in the firing amplitude and the removal of this channel from the large-caliber cell caused an increase in the time to return to rest, whereas in the small-caliber cells, this removal facilitated the formation of high-frequency firings, but with potentials with smaller amplitudes. The N av1.6 isoform was the one that promoted changes in most of the parameters evaluated, after subtraction of the neuron channel there was an increase in rheobase, potential width, trigger amplitude, reduction of chronaxie, input resistance, time characteristic and for all cell sizes favored the formation of high frequency shots. The removal of subtypes N av1.7, N av1.8 and N av1.9 facilitated the occurrence of high frequency potentials. It can be seen that voltage-gated sodium channels play an important role in activating the membrane of dorsal root ganglion cells and that some channels are specifically related to cell excitability and the amplitude of firing, which directly influence the transmission of stimuli between the periphery and secondary neurons for further processing of pain in the central nervous system.
dc.descriptionA capacidade de detectar estímulos nocivos é essencial para a sobrevivência e o bem-estar de um organismo. A informação da dor é gerada através da ativação dos nociceptores, os quais são receptores localizados na periferia. Esses nociceptores são a parte mais distal dos neurônios aferentes primários e correspondem as porções mais estreitas das fibras que levam as mensagens originadas após um estímulo nocivo. Os neurônios aferentes primários fazem sinapses com os neurônios de segunda ordem no corno dorsal da medula espinal. Vários estudos relatam a importância de canais para sódio dependentes de voltagem para a excitabilidade dessas células periféricas e a transmissão dos sinais de dor. Algumas dessas pesquisas têm utilizado novas tecnologias como modelagem computacional para antecipar resultados que serão posteriormente testados in vitro ou in vivo. Diante disso, esse estudo teve como objetivo avaliar a participação de canais para sódio dependentes de voltagem de células do gânglio da raiz dorsal na dor utilizando modelos computacionais de neurônios baseados em condutâncias. Para avaliar a ação desses canais em células de pequeno e grande calibre do gânglio da raiz dorsal foram utilizados parâmetros como a reobase, cronaxie, resistência de entrada, tempo caraterístico τ , intervalo entre potenciais de ação, taxa de disparo, amplitude dos potenciais de ação e largura do potencial de ação. Os resultados do trabalho mostraram que a presença do subtipo N av1.1 na célula promove redução da resistência de entrada e do tempo característico e sua ausência promove antecipação da geração do potencial de ação e nas células de menor calibre favorecimento a formação de disparos de alta frequência com o aumento do estímulo aplicado, a ausência de N av1.2 nas células de grande calibre antecipou a formação de potencial de ação e na célula de pequeno calibre aumentou o tempo para retorno ao repouso da membrana, além de reduzir a amplitude dos disparos. O canal N av1.3 promoveu importante aumento na amplitude do disparo e a retirada desse canal da célula de grande calibre causou aumento do tempo para retorno ao repouso, já nas células de pequeno calibre esta retirada gerou a facilitação da formação de disparos de alta frequência, porém com potenciais com menores amplitudes. A isoforma N av1.6 foi a que promoveu alterações na maior parte dos parâmetros avaliados, após a subtração do canal do neurônio houve elevação da reobase, da largura do potencial, da amplitude do disparo, redução da cronaxie, da resistência de entrada, do tempo característico e para todos os tamanhos celulares favoreceu a formação de disparos de alta frequência. A retirada dos subtipos N av1.7, N av1.8 e N av1.9 facilitou a ocorrência de potenciais de alta frequência. Percebe-se que os canais para sódio dependentes de voltagem possuem importante função na ativação da membrana das células do gânglio da raiz dorsal e que alguns canais estão especificamente relacionados a excitabilidade celular e a amplitude dos disparos, os quais influenciam diretamente na transmissão de estímulos entre a periferia e neurônios secundários para posterior processamento da dor no sistema nervoso central.
dc.descriptionSão Cristóvão
dc.formatapplication/pdf
dc.languagepor
dc.publisherPós-Graduação em Ciências Fisiológicas
dc.publisherUniversidade Federal de Sergipe
dc.subjectFibras nervosas
dc.subjectCanais iônicos
dc.subjectDor
dc.subjectSimulação por computador
dc.subjectFisiologia
dc.subjectFibras nervosas amielínicas
dc.subjectFibras nervosas mielinizadas
dc.subjectIon channels
dc.subjectUnmyelinated nerve fibers
dc.subjectMyelinated nerve fibers
dc.subjectComputer simulation
dc.subjectCIENCIAS BIOLOGICAS::FISIOLOGIA
dc.titleAvaliação da atividade dos canais para sódio dependentes de voltagem dos neurônios do gânglio da raiz dorsal na dor em modelagem computacional
dc.titleAssessment of voltage-dependent sodium channel activity of dorsal root ganglion neurons in pain in computer modeling
dc.typeTese


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