| Summary: | The early environment exerts profound and enduring effects on hippocampal development and function. Parental care is a primary component of the early environment and the quality of child-parent relationships predicts differences in cognitive function. In rats, variations in the frequency of maternal licking and grooming (LG) in the first week of life induce robust differences in hippocampal development and hippocampal-dependent learning and synaptic plasticity. However, the potential influence of stress on learning has not been considered. Differences in stress reactivity associate with variations in maternal LG. Differential modulation of hippocampal function and plasticity by stress might also associate with variations in maternal care. Thus the present thesis examined the dynamic regulation of hippocampal function under basal conditions and under conditions mimicking the physiological context of stress in adult rats reared by mothers that exhibit a low frequency of LG (Low LG) in the first week of life, compared to rats reared by mothers that exhibit a high frequency of LG (High LG). Under basal conditions long-term potentiation (LTP) was impaired in the hippocampal dentate gyrus of Low LG offspring relative to High LG offspring, however another form of synaptic plasticity, long-term depression (LTD), was increased. Thus we suggest that low maternal LG does not uniformly impair plasticity but rather shifts the threshold for synaptic plasticity. Assessment of synaptic glutamate receptor function revealed enhanced synaptic N-methyl-D-aspartate receptor (NMDAR) function in offspring of Low LG rats with no change in alpha-amino-3-hydroxy-methyl-4-isoxazole propionic acid receptor function (AMPAR). Western blot analysis showed a similar specific increase in expression of NMDAR sub-units NR1, NR2A and NR2B in hippocampal synaptic preparations. In addition to post-synaptic modifications, examination of the response to paired pulse stimulation revealed aberrant pre-synaptic function in Low LG offspring. A metabotropic glutamate receptor 1 (mGluR1) antagonist impaired pre-synaptic function in slices from High LG offspring. Reduced mGluR1 protein expression in Low LG offspring may underlie this effect of maternal care. Examination of regulation of hippocampal synaptic plasticity and function by the stress hormone corticosterone (CORT), revealed an effect of CORT that was dependent upon postnatal maternal LG. Stress-level CORT rapidly enhanced LTP in offspring of Low LG rats and impaired LTP in offspring of High LG rats. In offspring of High LG rats, CORT amplified post-synaptic NMDAR function and this effect did not require CORT binding classical intracellular corticosteroid receptors. Moreover, in High LG offspring, CORT impaired measures of pre-synaptic control of glutamate release. In contrast, in offspring of Low LG rats, neither pre- nor post-synaptic function was affected by CORT. The results of behavioural studies were consistent with differential regulation of hippocampal function during stress. Thus, relative to offspring of Low LG rats, offspring of High LG rats exhibited impaired learning in a stressful hippocampal-dependent task, contextual conditioning.The results extend our understanding of the pre- and post-synaptic mechanisms by which maternal care regulates hippocampal synaptic function and plasticity and suggest the importance of examining consequences of early life experience in more challenging experimental contexts in addition to standard, basal conditions. In Low LG offspring, enhanced NMDAR function and reduced mGluR function mediate persistent alterations in glutamatergic transmission. This may represent an adaptive change triggered by early life adversity that could promote cognitive functioning in challenging conditions in adulthood. === L'environnement précoce exerce des effets profonds et de longue durée sur le développement et la fonction de l'hippocampe. Les soins parentaux sont une importante composante de l'environnement précoce et la qualité des relations enfant-parent prédit des différences dans la fonction cognitive. Chez le rat, les variations dans la fréquence du léchage maternel (LG) des rejetons durant la première semaine de vie induit d'importantes différences dans le développement de l'hippocampe. Ces événements précoces vont ensuite influencer l'apprentissage « hippocampe-dépendant » et sa plasticité synaptique. Le stress pourrait aussi jouer un rôle important dans le développement de l'hippocampe et les capacités d'apprentissage. Des différences de réactivité face au stress à l'âge adulte sont associées avec des variations du léchage maternel durant la première semaine de la vie des ratons. De plus, ces variations des soins parentaux en bas âge entraînent des modifications des fonctions hippocampiques telles que la plasticité synaptique. Cette thèse a examiné la régulation des fonctions hippocampiques en conditions basales et en conditions qui imitent le contexte physiologique du stress. Ce travail a été conduit chez des rats adultes provenant de mères qui exercent des bas niveau de léchage (Bas LG) ou des hauts niveau de léchage (Haut LG) durant la première semaine de vie.Dans les conditions basales, la potentialisation à long terme (LTP) est diminué dans le gyrus dentelé de l'hippocampe de rats Bas LG en comparaison avec des animaux Haut LG. Par contre, une autre forme de plasticité synaptique, la dépression à long terme (LTD), est augmentée chez la progéniture Bas LG. Nous suggérons donc que le faible léchage maternel ne diminue pas uniformément la plasticité mais change plutôt le seuil de la plasticité synaptique.L'évaluation de la fonction des récepteurs synaptiques glutamatergiques révéle une augmentation des récepteurs NMDAR chez les rejetons Bas LG sans modification de la fonction des récepteurs AMPAR. En western blot nous observons une augmentation de l'expression des sous-unités du récepteur NMDA (NR1, NR2A et NR2B) dans des préparations synaptiques hippocampiques. En plus des modifications post-synaptiques, nous avons observé une perturbation des fonctions pré-synaptique dans la progéniture bas LG en réponse à l'inhibition suivant une stimulation appariée. L'incubation des tranches avec un antagoniste des récepteurs métabotropiques glutamatergiques (mGluR1) provoque une diminution similaire de la fonction pré-synaptique chez la progéniture de mères Haut LG. Une réduction de l'expression de la protéine mGluR1 chez les ratons bas LG pourrait sous-tendre l'effet des soins maternels.L'analyse de la modulation de la plasticité synaptique et du fonctionnement de l'hippocampe par l'hormone de stress, la corticostérone (CORT), révèle un effet qui est dépendant du niveau de soins maternels en bas âge. Un niveau de CORT semblable à celui de l'hippocampe durant une période de stress augmente le niveau de LTP dans la progéniture bas LG mais diminue le niveau de LTP chez les ratons haut LG. La CORT amplifie la fonction des récepteurs NMDA chez les descendants des mères haut LG. Cet effet n'est pas dépendant de la liaison de la CORT aux récepteurs corticoïdes intracellulaires classiques. De plus, dans la progéniture provenant de mères Haut LG, la CORT diminue le contrôle pré-synaptique de la libération du glutamate. En revanche, chez les rats Bas LG, ni le fonctionnement pré- ni la fonction post-synaptique ne sont affectées par la CORT.Les résultats d'études comportementales confirment que le fonctionnement de l'hippocampe est régulé différentiellement pendant une période de stress. Ainsi, la progéniture des mères haut LG démontre une diminution de sa capacité à apprendre une tache stressante qui requiert l'hippocampe, le conditionnement contextuel.Ces résultats étendent notre compréhension/ Le texte a été tronqué à 4000 caractères
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