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Tipo: Dissertação
Título : Utilização do análogo elétrico de membrana para classificação dos neurônios do gânglio cervical superior de ratos
Título en inglés: Use of membrane electrical analog for classification of superior cervical ganglion neurons in rats
Autor : Freitas, Leonardo Félix
Tutor: Silva, Francisco Walber Ferreira da
Co-asesor: Chaves, Hellíada Vasconcelos
Palabras clave : Gânglio cervical superior;Canais iônicos
Fecha de publicación : 24-may-2022
Editorial : Biblioteca da Universidade Federal do Ceará
Citación : FREITAS, L.F. Utilização do análogo elétrico de membrana para classificação dos neurônios do gânglio cervical superior de ratos. 2022. 79 f. Dissertação (Mestrado em Ciências da Saúde) - Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Campus de Sobral, Universidade Federal do Ceará, Sobral, 2022.
Resumen en portugués brasileño: O gânglio cervical superior (GCS) é uma estrutura do sistema nervoso autonômico simpático, que contém os neurônios que inervam o pescoço e a face, mas também fornece inervação simpática para o coração e para a glândula pineal. A membrana desses neurônios pode ser modelada por um análogo elétrico, em que os canais iônicos são representados por condutâncias, a força movente dos íons por baterias e a membrana plasmática por um capacitor. O uso desse análogo elétrico de membrana possibilita estudar as propriedades elétricas da membrana neuronal e auxiliar na classificação celular por meio das propriedades passivas das membranas . O objetivo desse trabalho foi investigar por meio da utilização do análogo elétrico de membrana as propriedades elétricas passivas e suas influências no funcionamento dos neurônios do gãnglio cervical superior de ratos . Os dados desse trabalho são provenientes do projeto submetido ao CEUA/UECE, que recebeu aprovação sob número 4695010/2016. Inicialmente foi feito um programa em linguagem C que modelava a membrana dos neurônios do GCS utilizando as equações de um circuito resistor-capacitor simples. Depois, foram analisados os dados experimentais de corrente - voltagem (IxV) dos neurônios do GCS, e os parâmetros eletrofisiológicos potencial de repouso (Em), resistência de entrada (Rin) e tempo de decaimento da voltagem (τm) foram inseridos no programa para obtenção das curvas IxV simuladas e de dados da membrana neuronal. Com os dados experimentais e simulados das curvas IxV, foi realizada a subtração dos dois sinais e analisada as respostas. Ao todo foram utilizados 8 animais, obtidos 77 células para os dados eletrofisiológicos, e os resultados estão expressos como média ± E.P.M, em que o número entre parênteses representa o número de neurônios. Para comparação entre os grupos, o teste ANOVA de uma via seguido do pós- teste Holm-Sidak foi utilizado, e os grupos apresentaram diferença estatística quando o valor de p para ocorrência da hipótese nula foi menor ou igual a 0,05. Na inspeção visual das curvas IxV, alguns neurônios apresentavam uma retificação da voltagem quando aplicado um pulso hiperpolarizante de 500 pA. Assim, classificamos, inicialmente, os neurônios em sem retificação (SR) e com retificaçã o despolarizante (CRD). Quando obtivemos as subtrações da IxV experimental e simulada, verificamos outro grupo neuronal, que apresentava uma deflexão negativa no sinal subtraído. Dessa forma, obtivemos três grupos neuronais: SR, CRD e com retificação hiperpolarizante (CRH). Entre os grupos, não houve diferença estatística nos parâmetros Em e Rin. Houve diferença estatística (p < 0,05 seguido por Holm-Sidak) na τm e o valor para o grupo SR, CRD e CRH foi 13,2 ± 1,0 (n = 50), 6,7 ± 0,8 (n = 17) e 13,2 ± 0,8 ms (n = 10), respectivamente. Nos parâmetros ativos, a reobase não apresentou diferença estatística entre os grupos, mas todos os parâmetros do potencial de ação (PA) apresentaram diferença estatística (p < 0,05, ANOVA seguido por Holm-Sidak) entre o grupo SR e CRD. A amplitude do PA dos grupos SR, CRD e CRH foi 76,4 ± 1,6 (n = 50), 67,1 ± 3,8 (n = 17) e 80,2 ± 2,7 mV (n = 10) e houve dife rença estatística entre os grupos. Da mesma forma, os grupos SR, CRD e CRH apresentaram diferença estatística entre si na inclinação máxima ascendente do PA e seus valores foram 78,8 ± 4,3 (n = 50), 58,6 ± 6,1 (n = 17) e 87,4 ± 8,2 V/s (n = 10), respectivamente. A utilização do análogo elétrico de membrana permitiu classificar os neurônios do gânglio cervical superior em grupos com propriedades eletrofisiológicas diferentes. Essa abordagem pode ser utilizada para melhorar a classificação dos neurônios do GCS tanto em situações fisiológicas como patológicas.
Abstract: The superior cervical ganglion (SCG) is a structure of the sympathetic autonomic nervous system, which contains the neurons that innervate the neck and face, but also provides sympathetic innervation to the heart and pineal gland. The membrane of these neu rons can be modeled by an electrical analogue, in which the ion channels are represented by conductances, the moving force of ions by batteries and the plasma membrane by a capacitor. The use of this membrane electrical analogue makes it possible to study the electrical properties of the neuronal membrane and assist in cell classification through the passive properties of membranes. The objective of this work was to investigate, through the use of the membrane electrical analogue, the passive electrical pro perties and their influence on the functioning of neurons in the superior cervical ganglion of rats. The data for this work come from the project submitted to the CEUA/UECE, which received approval under number 4695010/2016. Initially, a program was made i n C language that modeled the membrane of GCS neurons using the equations of a simple resistor -capacitor circuit. Then, the experimental data of current-voltage (IxV) of the neurons of the GCS were analyzed, and the electrophysiological parameters resting potential (Em), input resistance (Rin) and voltage decay time (τm) were entered into the program to obtaining simulated IxV curves and neuronal membrane data. With the experimental and simulated data from the IxV curves, the two signals were subtracted and the responses analyzed. In all, 8 animals were used, 77 cells were obtained for electrophysiological data, and the results are expressed as mean ± E.P.M, where the number in parentheses represents the number of neurons. For comparison between groups, the one-way ANOVA test followed by the Holm-Sidak post-test was used, and the groups showed statistical difference when the p -value for the occurrence of the null hypothesis was less than or equal to 0.05. On visual inspection of the IxV curves, some neurons showed voltage rectification when a hyperpolarizing pulse of 500 pA was applied. Thus, we initially classified neurons as non -rectified (SR) and depolarizing rectified (CRD). When we obtained the experimental and simulated IxV subtractions, we verified anot her neuronal group, which presented a negative deflection in the subtracted signal. Thus, we obtained three neuronal groups: SR, CRD and with hyperpolarizing rectification (CRH). Between the groups, there was no statistical difference in the parameters Em and Rin. There was a statistical difference (p < 0.05 followed by Holm -Sidak) in τm and the value for the SR, CRD and CRH group was 13.2 ± 1.0 (n = 50), 6.7 ± 0.8 ( n = 17) and 13.2 ± 0.8 ms (n = 10), respectively. In active parameters, rheobase showed no statistical difference between groups, but all action potential (AP) parameters showed statistical difference (p < 0.05, ANOVA followed by Holm -Sidak) between the SR and CRD groups. The PA amplitude of the SR, CRD and CRH groups was 76.4 ± 1.6 (n = 50), 67 .1 ± 3.8 (n = 17) and 80.2 ± 2.7 mV (n = 10 ) and there was a statistical difference between the groups. Likewise, the SR, CRD and CRH groups showed a statistical difference between themselves in the maximum ascending slope of the AP and their values were 78.8 ± 4.3 (n = 50), 58.6 ± 6.1 (n = 17 ) and 87.4 ± 8.2 V/s (n = 10), respectively. The use of the membrane electrical analogue allowed the classification of superior cervical ganglion neurons into groups with different electrophysiological properties. This approach can be used to improve the classification of GCS neurons in both physiological and pathological situations.
URI : http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/68066
Aparece en las colecciones: PPGCS - SOBRAL - Dissertações defendidas na UFC

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