Phasic and tonic ${\gamma}$-aminobutyric acidA ($GABA_A$) receptor-mediated inhibition critically regulate neuronal information processing. As these two inhibitory modalities have distinctive features in their receptor composition, subcellular localization of receptors, and the timing of receptor activation, it has been thought that they might exert distinct roles, if not completely separable, in the regulation of neuronal function. Inhibition should be maintained and regulated depending on changes in network activity, since maintenance of excitation-inhibition balance is essential for proper functioning of the nervous system. In the present study, we investigated how phasic and tonic inhibition are maintained and regulated by different signaling cascades. Inhibitory postsynaptic currents were measured as either electrically evoked events or spontaneous events to investigate regulation of phasic inhibition in layer 2/3 pyramidal neurons of the rat visual cortex. Tonic inhibition was assessed as changes in holding currents by the application of the $GABA_A$ receptor blocker bicuculline. Basal tone of phasic inhibition was maintained by intracellular $Ca^{2+}$ and $Ca^{2+}$/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII). However, maintenance of tonic inhibition relied on protein kinase A activity. Depolarization of membrane potential (5 min of 0 mV holding) potentiated phasic inhibition via $Ca^{2+}$ and CaMKII but tonic inhibition was not affected. Thus, phasic and tonic inhibition seem to be independently maintained and regulated by different signaling cascades in the same cell. These results suggest that neuromodulatory signals might differentially regulate phasic and tonic inhibition in response to changes in brain states.
Gamma-aminobutyric acid (GABA)-ergic inhibition is important in the function of the visual cortex. In a previous study, we reported a developmental increase in $GABA_A$ receptor-mediated inhibition in the rat visual cortex from 3 to 5 weeks of age. Because this developmental increase is crucial to the regulation of the induction of long-term synaptic plasticity, in the present study we investigated in detail the postnatal development of phasic and tonic inhibition. The amplitude of phasic inhibition evoked by electrical stimulation increased during development from 3 to 8 weeks of age, and the peak time and decay kinetics of inhibitory postsynaptic potential (IPSP) and current (IPSC) slowed progressively. Since the membrane time constant decreased during this period, passive membrane properties might not be involved in the kinetic changes of IPSP and IPSC. Tonic inhibition, another mode of $GABA_A$ receptor-mediated inhibition, also increased developmentally and reached a plateau at 5 weeks of age. These results indicate that the time course of the postnatal development of GABAergic inhibition matched well that of the functional maturation of the visual cortex. Thus, the present study provides significant insight into the roles of inhibitory development in the functional maturation of the visual cortical circuits.
Gastric smooth muscle of guinea pigs was used to investigate whether the inhibitory effect of calcium antagonists on tonic contraction was accompanied by inhibition of phospholipase C activity. Tonic contraction and $[^{3}H]$ inositol phosphate (IP) formation in response to acetylcholine were measured after pretreatment with verapamil, nifedipine, 8-(N,N-diethylamino)octyl 3,4,5-trimethoxy-benzoate (TMB-8) or EGTA. Verapamil $(10\;{\mu}M)$, TMB-8 $(10\;{\mu}M)$ or EGTA (2 mM) significantly inhibited acetylcholine $(1\;{\mu}M)$-stimulated tonic contraction but nifedipine (100 nM) did not. Acetylcholine dose-dependently increased the formation of $[^{3}H]IP$. This effect was not observed in the presence of 2 mM EGTA. Both verapamil and TMB-8 significantly inhibited $[^{3}H]IP$ formation induced by $10\;{\mu}M$ acetylcholine, whereas nifedipine did not. In a subsequent study, we measured phospholipase C activity in gastric muscle cell homogenate and in permeabilized cells to determine whether calcium antagonists could inhibit the activity directly. The calcium antagonists did not change the phospholipase C activity of the cell homogenate or the permeabilized cells. But EGTA decreased phospholipase C activity by 50%. These results suggest that the inhibitory effects of verapamil and TMB-8 on acetylcholine-stimulated tonic contraction may be accompanied by inhibition of phospholipase C activity.
The sustained tonic currents ($I_{tonic}$) generated by ${\gamma}$-aminobutyric acid A receptors ($GABA_{A}Rs$) are implicated in diverse age-dependent brain functions. While various mechanisms regulating $I_{tonic}$ in the hippocampus are known, their combined role in $I_{tonic}$ regulation is not well understood in different age groups. In this study, we demonstrated that a developmental increase in GABA transporter (GAT) expression, combined with gradual decrease in $GABA_AR{\alpha}_5$ subunit, resulted in various $I_{tonic}$ in the dentate gyrus granule cells (DGGCs) of preadolescent rats. Both GAT-1 and GAT-3 expression gradually increased at infantile ($P_{6-8}$ and $P_{13-15}$) and juvenile ($P_{20-22}$ and $P_{27-29}$) stages, with stabilization observed thereafter in adolescents ($P_{34-36}$) and young adults ($P_{41-43}$). $I_{tonic}$ facilitation of a selective GAT-1 blocker (NO-711) was significantly less at $P_{6-8}$ than after $P_{13-15}$. The facilitation of $I_{tonic}$ by SNAP-5114, a GAT-3 inhibitor, was negligible in the absence of exogenous GABA at all tested ages. In contrast, $I_{tonic}$ in the presence of a nonselective GAT blocker (nipecotic acid, NPA) gradually decreased with age during the preadolescent period, which was mimicked by $I_{tonic}$ changes in the presence of exogenous GABA. $I_{tonic}$ sensitivity to L-655,708, a $GABA_AR{\alpha}_5$ subunit inverse agonist, gradually decreased during the preadolescent period in the presence of NPA or exogenous GABA. Finally, Western blot analysis showed that the expression of the $GABA_AR{\alpha}_5$ subunit in the dentate gyrus gradually decreased with age. Collectively, our results suggested that the $I_{tonic}$ regulation of altered GATs is under the final tune of $GABA_AR{\alpha}_5$ subunit activation in DGGCs at different ages.
Kim, Sung Eun;Kim, Myoung-Hwan;Woo, Joohan;Kim, Sung Joon
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
/
제24권6호
/
pp.555-561
/
2020
TWIK-related two-pore domain K+ channel-2 (TREK-2) has voltage-independent activity and shows additional activation by acidic intracellular pH (pHi) via neutralizing the E332 in the cytoplasmic C terminal (Ct). We reported opposite regulations of TREK-2 by phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP2) via the alkaline K330 and triple Arg residues (R355-357); inhibition and activation, respectively. The G334 between them appeared critical because its mutation (G334A) endowed hTREK-2 with tonic activity, similar to the mutation of the inhibitory K330 (K330A). To further elucidate the role of putative bent conformation at G334, we compared the dual mutation forms, K330A/G334A and G334A/R355-7A, showing higher and lower basal activity, respectively. The results suggested that the tonic activity of G334A owes to a dominant influence from R355-7. Since there are additional triple Arg residues (R377-9) distal to R355-7, we also examined the triple mutant (G334A/R355-7A/R377-9A) that showed tonic inhibition same with G334A/R355-7A. Despite the state of tonic inhibition, the activation by acidic pHi was preserved in both G334A/R355-7A and G334A/R355-7A/R377-9A, similar to the R355-7A. Also, the inhibitory effect of ATP could be commonly demonstrated under the activation by acidic pHi in R355-7A, G334A/R355-7A, and G334A/R355-7A/R377-9A. These results suggest that the putative bent conformation at G334 is important to set the tug-of-war between K330 and R355-7 in the PIP2-dependent regulation of TREK-2.
The role of cervical proprioceptors in the control of body posture was studied in bilaterally labyrinth-ectomized, decerebrate cats. The animals were suspended on hip pins with the neck extended horizontally. With this placement the EMG activities of extensor and flexor muscles of the upper extremities were observed by means of sinusoidal head rotator. The rotator can induce two kinds of neck movement: The one is 'pitch' which describes a rotatory neck motion to transverse axis of the body and mainly occurs at skull-C1 (atlantooccipital) joint and the other is 'roll', side-to-side relation of the neck to longitudinal axis, whose center is C1-C2 (atlanto-axial) joint. The following results were obtained. 1) Responses of EMG activity were closely dependent on the rotatory range of the neck. And the EMG activity was not changed during sustained neck torsion, eliciting a typical tonic neck reflex. 2) On pitching movement, the head-up rotation produced the excitation of bilateral triceps muscles, whereas the head-down rotation produced the inhibition. And the response of bilateral biceps muscles was the opposite to that of triceps. 3) On rolling movement, the side-up rotation of the head produced the excitation of ipsilateral triceps muscles and the inhibition of contralateral ones. And the response of biceps muscles was the opposite to that of triceps. 4) The minimum requirement of motion to evoke EMG activities in the upper extremities was $3.2^{\circ}{\sim}12.5^{\circ}$. These results have shown that the cervical proprioceptors produce tonic discharge on the upper brachial muscles, regulate the EMG activities of those muscles, and are very sensitive to neck rotation. And it can be stated that the cervical proprioceptors may play an important role in the control of body posture and movement.
The basal ganglia are a group of nuclei located in the deep portion of the brain. Along with the cerebellum, the basal ganglia have a major role in controlling human voluntary movements, and their dysfunction is apparently responsible for various involuntary movements. Although the exact mechanism of how the basal ganglia control movements has yet to be clarified, the model of focused selection (through the direct pathway) and tonic inhibition (via the indirect pathway) is proposed to be a principal functional model of the basal ganglia. Parkinson's disease (PD) is classically characterized by bradykinesia, rigidity and tremor-at-rest. All features seem to be associated with dopamine depletion resulting from the degeneration of the nigrostriatal pathway, which produces reduced activity of the direct pathway and a concurrent enhancement of excitatory output from STN. This change may result in increased tonic background inhibition and reduced focused selection via the direct pathway, causing difficulties in performing voluntary movements selectively. However, it has not been possible to define a single underlying pathophysiologic mechanism that explains all parkinsonian symptoms. Here the data that give separate understanding to each of the three classic features are discussed.
Prolyl endopeptidase (PEP, EC 3.4.21.26), also referred to as prolyl oligopeptidase, has been suggested to participate in learning and memory processes by cleaving peptide bonds on carboxyl side of prolyl residue within neuropeptides of less than 30 amino acids, and is abundant in brains of amnestic patients. Therefore, compounds possessing PEP inhibitory activity can be good candidate of drug against memory loss. Upon examination for PEP inhibition from traditional medicinal plants having tonic, stimulating, and anti-amnestic effects, Corni Fructus (Cornus officinallis) showed significant PEP inhibition. Ursolic and oleanolic acids, components of Corni Fructus, inhibited PEP with $IC_{50}$ values of $17.2\;{\pm}\;0.5$ and $22.5\;{\pm}\;0.7\;{\mu}M$, respectively.
Kim, Hae Jin;Yoo, Hae Young;Zhang, Yin Hua;Kim, Woo Kyung;Kim, Sung Joon
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
/
제21권6호
/
pp.687-694
/
2017
Plumbagin, a hydroxy 1,4-naphthoquinone compound from plant metabolites, exhibits anticancer, antibacterial, and antifungal activities via modulating various signaling molecules. However, its effects on vascular functions are rarely studied except in pulmonary and coronary arteries where NADPH oxidase (NOX) inhibition was suggested as a mechanism. Here we investigate the effects of plumbagin on the contractility of skeletal artery (deep femoral artery, DFA), mesenteric artery (MA) and renal artery (RA) in rats. Although plumbagin alone had no effect on the isometric tone of DFA, $1{\mu}M$ phenylephrine (PhE)-induced partial contraction was largely augmented by plumbagin (${\Delta}T_{Plum}$, 125% of 80 mM KCl-induced contraction at $1{\mu}M$). With relatively higher concentrations (>$5{\mu}M$), plumbagin induced a transient contraction followed by tonic relaxation of DFA. Similar biphasic augmentation of the PhE-induced contraction was observed in MA and RA. VAS2870 and GKT137831, specific NOX4 inhibitors, neither mimicked nor inhibited ${\Delta}T_{Plum}$ in DFA. Also, pretreatment with tiron or catalase did not affect ${\Delta}T_{Plum}$ of DFA. Under the inhibition of PhE-contraction with L-type $Ca^{2+}$ channel blocker (nifedipine, $1{\mu}M$), plumbagin still induced tonic contraction, suggesting $Ca^{2+}$-sensitization mechanism of smooth muscle. Although ${\Delta}T_{Plum}$ was consistently observed under pretreatment with Rho A-kinase inhibitor (Y27632, $1{\mu}M$), a PKC inhibitor (GF 109203X, $10{\mu}M$) largely suppressed ${\Delta}T_{Plum}$. Taken together, it is suggested that plumbagin facilitates the PKC activation in the presence of vasoactive agonists in skeletal arteries. The biphasic contractile effects on the systemic arteries should be considered in the pharmacological studies of plumbagin and 1,4-naphthoquinones.
To elucidate the mechanism of cyclic nucleotides, such as adenosine 3',5'-cyclic monophosphate (cAMP) and guanosine 3',5'-cyclic monophosphate (cGMP), in the regulation of human gastric motility, we examined the effects of forskolin (FSK), isoproterenol (ISO) and sodium nitroprusside (SNP) on the spontaneous, high $K^+$ and acetylcholine (ACh)-induced contractions of corporal circular smooth muscle in human stomach. Gastric circular smooth muscle showed regular spontaneous contraction, and FSK, ISO and SNP inhibited its phasic contraction and basal tone in a concentration-dependent manner. High $K^+$ (50 mM) produced sustained tonic contraction, and ACh $(10\;{\mu}M)$ produced initial transient contraction followed by later sustained tonic contraction with superimposed phasic contractions. FSK, ISO and SNP inhibited high $K^+$-induced tonic contraction and also ACh-induced phasic and tonic contraction in a reversible manner. Nifedipine $(1\;{\mu}M)$, inhibitor of voltage-dependent L-type calcium current $(VDCC_L)$, almost abolished ACh-induced phasic contractions. These findings suggest that FSK, ISO and SNP, which are known cyclic nucleotide stimulators, inhibit smooth muscle contraction in human stomach partly via inhibition of $VDCC_L$.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.