Zakład Fizjologii

Główny kierunek badań zakładu to wpływ stresu na czynności kory mózgowej oraz takich struktur podkorowych mózgu, jak hipokamp, jądra przykomorowe podwzgórza (PVN) i grzbietowe jądra szwu. Struktury te są zaangażowane w regulację reakcji stresowej, a ich funkcje ulegają niekorzystnym zmianom pod wpływem stresu przewlekłego. Z uwagi na fakt, iż różne formy stresu przewlekłego przyczyniają się do zaburzeń poznawczych i zachorowań na choroby psychiczne oraz, prawdopodobnie, choroby neurodegeneracyjne, zbadanie mechanizmów wpływu stresu na czynności mózgu jest jednym z istotnych problemów we współczesnej neurobiologii.

Badania, przeprowadzone w Zakładzie Fizjologii przy użyciu modeli zwierzęcych wykazały, iż w efekcie powtarzalnego stresu w badanych strukturach, z wyjątkiem hipokampa, dochodzi do nasilenia pobudzającego przekaźnictwa glutaminianergicznego. Efekty te należą do grupy zjawisk plastyczności synaptycznej wywołanej stresem. Wykazano również, że towarzyszą im zmiany w poziomie receptorów glukokortykoidowych (GR) i mineralokortykoidowych (MR) a także indukowalnej syntazy tlenku azotu (iNOS).

Najpóźniej odkryty receptor serotoninowy, receptor 5-HT7, jest uważany za obiecujący cel badawczy ponieważ przypuszcza się, iż może on być zaangażowany w etiologię chorób psychicznych. Badania, przeprowadzone w Zakładzie Fizjologii wykazały, że efektem jego aktywacji jest wzrost pobudliwości neuronów piramidowych pola CA1 hipokampa a pod wpływem chronicznego stresu dochodzi do nasilenia reaktywności tego receptora. Wywołanym powtarzalnym stresem modyfikacjom przekaźnictwa synaptycznego i pobudliwości neuronów badanych struktur mózgu zapobiec można poprzez podania antagonisty receptora 5-HT7. Podobnie działają wielokrotne podania leków przeciwdepresyjnych.

Podstawowe metody badawcze, stosowane w zakładzie, to rejestracje elektrofizjologiczne z izolowanych preparatów (skrawków) mózgu szczurów i myszy. Wykorzystuje się technikę rejestracji z pojedynczych komórek nerwowych whole-cell patch-clamp oraz technikę rejestacji potencjałów polowych z populacji neuronów. Prowadzone sa również pomiary elektrofizjologiczne z hodowli in vitro komórek nerwowych oraz glejowych. Oprócz tego metodami biochemicznymi oznaczany jest poziom prostaglandyn i cytokin oraz hormonów związanych z reakcją stresową. Poziom białek oznaczany jest techniką Western blot.

Wykazano, że wielokrotne (14 dni) podania szczurom antagonisty receptora 5-HT7, SB 269970 (1,25 mg/kg), wywołują zanik odpowiedzi neuronów piramidowych CA1 i CA3 na aktywację receptorów 5-HT7 w skrawkach hipokampa.

Wykazano, że trzydniowy stres unieruchomienia wywołuje nasilenie przekaźnictwa w synapsach pobudzających na neurosekrecyjnych neuronach drobnokomórkowych jądra przykomorowego podwzgórza (PVN). W przeciwieństwie do tego przekaźnictwo GABAergiczne nie ulega zmianom, a obniżenia się pobudliwość błony komórkowej badanych neuronów.