Subcellular Distribution of Carbonic Anhydrase and Na+,K+‐ and HCO3‐‐ATPases in Brains of DBA and C57 Mice
Authors: Engstrom Fae L. , Kemp John W. , Woodbury Dixon M. 
Published: November 2007

Summary: DBA/2J mice are susceptible to audiogenic seizures (ASs) in an age‐dependent manner, susceptibility being maximal at 21 days of age and declining thereafter. DBA, as compared with AS‐resistant C57BL/6J (C57) mice, had higher carbonic anhydrase (CA) activity in cerebral cortex, brainstem, and cerebellum homogenates at 21 days of age. CA activity was also increased in cyto‐solic (82%), microsomal (167%), and myelin (68%) subcellular fractions from cerebral cortex, and in cytosolic (51%) and mitochondrial (102%) fractions from brainstem of DBA mice at 21 days of age. In addition, DBA mice had a higher Na+, K+‐ATPase activity in myelin from cerebral cortex, and a lower HCO3‐‐ATPase activity in mitochondria from brainstem. The differences in CA activity in the cerebral cortex and in HCO3‐‐ATPase were not present at 110 days of age, when DBA mice are no longer susceptible to ASs. Because CA and HCO3‐‐ATPase are involved in maintaining a proper ionic environment for neuronal function, these data suggest that alterations in activity of these enzymes are related to the age‐dependent changes in AS susceptibility in DBA mice.RÉSUMÉLes souris DBA/2J sont sensibles aux crises andiogènes (ASs) d'une façon dépendante de l'a&#x030c;ge, la susceptibilitéétant maximale á 21 jours, puis diminuant ensuite. La souris DBA, comparée à la souris AS résistante C57BL/6J (C57), a une activité plus élevée d'anhydrase carbonique (CA) dans les homogénats de cortex cérébral, du tronc cérébral et du cervelet à l'a&#x030c;ge de 21 jours. L'activité CA est aussi augmentée dans les fractions subcellulaires du cortex cérébral (cytosolique 82%), microsomiale (167%) et myélinique (51%) et dans les fractions cytosoliques (51%) et mitochondriales (102%) du tronc cérébral chez la souris DBA à l'a&#x030c;ge de 21 jours. De plus, la souris DBA a une NA +, K + ‐ATPase activité dans la myéline et au cortex cérébral, et une HCO3‐‐ATPase activité abaissée dans les mitochondries du tronc cérébral. Les différences d'activités CA dans le cortex cérébral et dans la HCO3‐‐ATPase n'existaient pas á l'a&#x030c;ge de 110 jours quand les souris DBA n'étaient plus prédisposées aux ASs. Puisque la CA et la HCO3‐‐ATPase sont impliquées dans le maintien d'un environnement ionique adéquat pour la fonction neuronale, ces faits suggèrent que des altérations de l'activité de ces enzymes sont en relation avec les modifications a&#x030c;ge‐dépendant de la susceptibilité aux AS chez la souris DBA.RESUMENLos ratones DBA/2J son susceptibles a ataques audiogénicos (ASs), susceptibilidad que depende de la edad, siendo máxima a los 21 días de edad y declinando subsiguientemente. Los ratones DBA, comparándolos con los ratones AS‐resistentes C57BL/6J (C57) tenían una actividad carbónico anhidrasa (CA) más elevada en los homogeneizados de cortezo cerebral, tronco cerebral y cerebelo a los 21 días de edad. La actividad CA también estaba elevada en las fracciones subcelulares, citosólica (82%), microsomales (167%) y mielina (68%) de la corteza cerebral y en las fracciones, citosólica (51%) y mitocondrial (102%) del tronco cerebral de los ratones DBA a los 21 días de edad. Ademäs los ratones DBA tenían una mayor actividad Na+, K+‐ATPasa en la mielina de la corteza cerebral y una reducida actividad HCO3‐‐ATPasa en la mitocondria del tronco cerebral. Las diferencias de la actividad CA en la corteza cerebral y de la HCO3‐‐ATPasa no se encontraron a los 110 dfas de edad cuando los ratones DBA ya no son susceptibles a los ASs. Puesto que la CA y la HCO3‐‐ATPasa participan en el mantenimiento de un ambiente iónico apropiado para las funciones neuronales, esta informatión sugiere que las alteraciones en la actividad de estas enzimas están relacionadas con los cambios edad‐dependientes de la susceptibilidad a los AS en los ratones DBA.ZUSAMMENFASSUNGDBA/2J Mäuse sind gegenüber audiogenen Anfälle (ASs) altersabhängig empfänglich, am stärksten im Alter von 21 Tagen, später abnehmend. Vergleicht man DBA mit AS‐resistanten C57BL/6J (C57) Mäusen, so zeigen DBA Mäuse im Alter von 21 Tagen eine höhere Carbanhydrase Aktivität im cerebralen Kortex, im Hirnstamm und im Kleinhirnhomogenaten. Die CA Aktivität war auch im Zytosol (82%), in mikrosomalen (167%), und in subcellulären Myelinfraktionen (68%) des cerebralen Kortex sowie im Cytosol (51%) und in mitrochondrialen Frak‐tionen (102%) des Hirnstamms von 21 Tage alten DBA Mäsuen erhöht. Darüber hinaus hatten DBA Mäuse eine höhere Natrium+, Kalium+ ‐ATPase Aktivität im Myelin des cerebralen Kortex und eine niedrige HCO3‐ATPase Aktivität in Mitochon‐drien des Hirnstammes. Die Unterschiede in der CA aktivität des cerebralen Kortex Und in der HCO3‐ATPase waren im Alter von 110 Tagen nicht vorhanden; das ist das Alter, in dem DBA Mäuse die Empfäriglichkeit für ASs verlieren. Da CA und HCO3‐ATPase an der Aufrechterhaltung eines optimalen Ionenmilieus für die neuronale Funktion beteiligt sind, lassen dièse Daten ver‐muten, daß Alterationen in der Aktivität dieser Enzyme eine Bedeutung für altersabhängige Veränderungen in der AS Empfänglichkeit bei DBA Mäusen besitzen.