مقالة منهجية

الفسيولوجية تسجيلات NMJs المخرجات العالية والمنخفضة على العضلة الباسطة جراد البحر الساق

14.2K مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/2319

⸱

نوفمبر 17, 2010

 , 
1Department of Biology, University of Kentucky

* These authors contributed equally

في هذه المقالة

ملخص

هذه المقالة يوضح كيفية اجراء التسجيلات الكهربية متشابك من الردود على العضلات الباسطة في الساق المشي من جراد البحر ، وكيف يتم تصور الأعصاب الطرفية لاظهار الاختلافات المظهرية الإجمالي العالية وانخفاض الناتج الأعصاب الطرفية.

الملخص

نشرح بالتفصيل كيفية كشف وإجراء التسجيلات الكهربية من الاستجابات متشابك عالية (طورية) ، وانخفاض انتاج السيارات (منشط) الخلايا العصبية التعصيب العضلات الباسطة في الساق المشي من جراد البحر. اختلافات واضحة موجودة في علم وظائف الأعضاء ومورفولوجية المحطات العصب الجيبي ومنشط. محور عصبي منشط تحتوي على العديد من الميتوكوندريا ، مما مكنها من اتخاذ ملون حيوي أكثر من محور عصبي شديد طوري. المحطات منشط ودوالي ، ومحطة طوري غير خيطي. المحطات منشط منخفضة في نجاعة متشابك كنها تظهر ردود يسرت دراماتيكية. في المقابل ، فإن محطات طورية على نسبة عالية من الفعالية كمي لكنها تظهر الاكتئاب متشابك مع ارتفاع وتيرة التحفيز. يتم قياس الناتج كمي مع القطب macropatch التنسيق وضعها مباشرة على الأعصاب الطرفية تصور. محطات كلا طوري ومنشط يعصب ألياف العضلات نفسها ، مما يوحي بأن الخلافات الكامنة في الخلايا العصبية ، بدلا من ردود الفعل الفرق الوراء من العضلات ، وحساب التفاضل المورفولوجية والفسيولوجية.

البروتوكول

1) مقدمة

الخلايا العصبية الحركية التواصل مع ألياف العضلات في نقاط الاشتباك العصبي ، التي يشار اليها باعتبارها الموصل العصبي العضلي (NMJ). ويمكن الوصول إليها بسهولة في معظم NMJs الاستعدادات العضلات جراد. كثير من جراد البحر NMJs تثبت غير التشويك إمكانات بعد المشبكي مثير (الكامن الاستثاري بعد المشبكي) مشابهة لإشارات الكهربائية المولدة في التشعبات متدرج بعد المشبكي داخل الجهاز العصبي المركزي الثدييات أو ردود دون العتبي سجلته في NMJs الفقاريات (ويرسما فان Harreveld ، 1938 ؛ وKuffler كاتز ، 1946) . يمكن للجراد NMJs بمثابة نماذج متشابك الأساسية لتقديم رؤى عامة في نقل متشابك والتمايز متشابك.

عموما ، والوحدات الحركية تنظم جوانب سلوك الحيوان عن طريق نوع من التواصل ومتشابك في NMJs خصائص العضلات. منذ الملاحظة الأولى من "سريع" و "بطيء" في تقلصات العضلات والسلطعون جراد أقرب العضلات (لوكاس ، 1907 ، 1917) ، وقد وصفت مماثلة تمايز مقلص عضلي في عضلة جراد أنواع أخرى مثل العضلات القابضة في البطن (كينيدي وتاكيدا ، 1965a ، ب) وextensors أطرافهم (فان Harreveld ويرسما ، 1936). "السريع" بدء التقلصات استجابات سريعة. على سبيل المثال ، الوجه الذيل جراد هو سلوك بسرعة. "بطيئة" تقلصات الحفاظ على حركات بطيئة ويساعد في الحفاظ على موقف (Bradacs وآخرون ، 1997). وتستخدم على نطاق واسع المقابلة الى "سريع" و "بطيء" تقلصات العضلات ، "طوري / ارتفاع انتاج" و "الإخراج منشط / منخفضة" لوصف الخلايا العصبية الحركية. الفرق في معدل وتوقيت تقلص العضلات في الجزء المتعلق الخلافات قبل المشبكي متشابك في بنية وقوة متشابك (الملك وآخرون ، 1996). Myofibrillar التعبير شكل الإسوي البروتين مهم أيضا في الخلافات مقلص ، ولكن في مثل هذه الأعمال التحضيرية للساق العضلات الباسطة ، والذي هو معصب من الألياف التي قدمها كلا النوعين من الخلايا العصبية الحركية ، ويتم التركيز على الخلافات متشابك من المحطات ، والمحطات منذ سهم الخلية الهدف نفسه (Mykles وآخرون ، 2002). درست دراسة سابقة وهما المحاور الحركية مثير للالباسطة الساق ، ووصف الظواهر طوري ومنشط (Bradacs وآخرون ، 1997). في هذا التقرير ، إلا أننا لشرح كيفية إجراء تشريح والحصول على تسجيلات حتى يتمكن الآخرون من مواصلة التحقيق في خصائص التمايز متشابك من هذه المحطات العصبية.

عرض مع كشف انتقال المجهر الإلكتروني ، سلسلة من المقاطع المختلفة التي تم الحصول عليها من منشط ومحطات طورية على الساق جراد العضلات الباسطة التي تحتوي على أكثر المحطات منشط حويصلات RRP طوري من المحطات ، والميتوكوندريا هي أكثر انتشارا في الخلايا العصبية منشط ، وتشكل نقاط الاشتباك العصبي على المحطات طوري أكثر تعقيدا من تلك التي على المشابك المنخفضة الإنتاج ، نظرا لأنها تحتوي على مناطق نشطة متعددة مع تباعد المتنوعة (ميلر وآخرون ، 2002 ؛ جونستون وآخرون ، 2008 ؛ الملك وآخرون ، 1996 ؛. Bradacs وآخرون ، 1997). ومنشط الانتاج المنخفضة المحطات هي أيضا أكثر عرضة لانتقال متشابك مع تعزيز neuromodulator السيروتونين (5 - HT) هي من المحطات طوري (كوبر وآخرون ، 2003).

حقيقة أن ومنشط NMJ طوري موجودة على الألياف العضلية نفسه يجعل من الاسهل لتقييم الاختلافات قبل المشبكي على ألياف العضلات ويعطى لمعالجة مسائل العضلات والارهاق والاكتئاب ومتشابك متشابك عبر الحديث. مختلف المسائل التي لا يزال يتعين التصدي لها في هذا التحضير ، مثل ما إذا كانت هناك فروق في كثافة مستقبلات بعد المشبكي وفرعية مستقبلات الغلوتامات في الأهداف بعد المشبكي للمنشط ومحطات طورية ، ولكن التوصل إلى فهم أفضل للاختلافات الأساسية في علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء من هذه وحدتين المحركات المساعدة في بناء قاعدة معرفية أكثر عمقا. الأمل هو أن المبادئ الأساسية المستفادة في هذا التحضير متشابك وسوف تطبق على غيرها من نقاط الاشتباك العصبي في التحضيرات المختلفة وسوف تعزز التحقيقات في المستقبل في هذا النموذج متشابك من جراد البحر.

2) أساليب

  1. وتجرى جميع التجارب على الساقين الأولى أو الثانية قريبة من جراد البحر متوسطة الحجم (Procambarus clarkii). ويعيش بمفرده الحيوانات في حاويات من البلاستيك مع المياه oxygenized. درجة حرارة الغرفة الحيوان هو في حدود 13 درجة مئوية C - 16 ويتم تغذية هذه الحيوانات مع الطعام السمك الجاف والماء تتغير على أساس أسبوعي.

    الشكل 1
    الشكل 1 : رسم تخطيطي للجراد في ساقه في المشي وشرائح six القاصي.
  2. وينقسم تشريحيا الجانب البعيد من المحطة المشي في جراد البحر في ستة قطاعات (الشكل 1). يقع الباسطة في الساق meropodite ، وحزمة الأعصاب التي سيتم عزلها ، على مقربة من المشترك ischiopodite meropodite. يمكن أن تكون محور عصبي منشط أو طورية حفز انتقائي كما نeeded لأغراض الفسيولوجية بعد يتعرضون لها.
  3. وصف كوبر وكوبر (2009) بعض جوانب التشريح الأولي ، بما في ذلك طرق لكشف مثير للالخلايا العصبية الحركية في المنطقة فتحت meropodite ، ولكن وصفها لا توفر الرعاية اللازمة لحماية العضلات الباسطة من التلف ، كما كان لا حاجة للتصدي لإعداد العضلات البطولة. من أجل حماية الباسطة ، تتم إزالة المحطة المشي الأول أو الثاني من جراد البحر ، وقياس 60-10 سم في طول الجسم (Atchafalaya البيولوجي شركة التموين ، Raceland لوس انجليس) ، بالتحريض على الحيوانات لautomize أطرافهم مع معسر قوية القاصي إلى الطائرة كسر في الجزء ischiopodite. يتم وضع الساق على لوحة التشريح مع الوحشي (الجانب الخارجي) التي تواجه المشاهد. يتم تشغيل المحطة حولها حتى يمكن للمشاهد أن يكون متأكدا من الخارج (الجانب الوحشي) هو مواجهة على لوحة التشريح ، وعادة مع الجانب حتى يتقوس (الشكل 2). وضع الساق على قطعة من المناديل الورقية يسهل بدوره إعداد حين جعل هذه التخفيضات.

    الشكل 2
    الشكل 2 : الجانب الوحشي من meropodite ، وعادة على الجانب الذي يتقوس ، هو مواجهة على لوحة التشريح.
  4. مع الكسارة شفرة مشرط وحامل ، ويستخدم شفرة حلاقة حادة لبشرة وحفر حتى من مجرد قطع في نمط هو مبين في الشكل رقم 3 للجزء meropodite. هو الحرص على عدم قطع البعيدة جدا حتى على ظهري لقطع بطني من قبل المشترك meropodite - carpopodite.

    الشكل 3
    الشكل 3 : الجزء meropodite مع خطوط كنمط المقترحة للحفر من نافذة بشرة.


    يتم وضع الاستعداد في المياه المالحة. يجب أن يكون الطبق تشريح (داو كورننغ) Sylgard الطلاء على القاع (1cm سميكة). يستخدم Sylgard بحيث يمكن أن يكون عالقا دبابيس الحشرات في ذلك التحضير لعقد حتى الآن. عند هذه النقطة ، عالق دبوس في منتصف الجزء carpopodite وفي الجانب الظهري للجزء ischiopodite (الشكل 4). واستحم في التحضيرات تشريح جراد البحر المالحة القياسية ، فان الحل من تعديل Harreveld ق (1936) ، والتي تتم مع كلوريد الصوديوم 205 ؛ 5.3KCl ؛ 13.5 CaCl 2 ؛ 2H 2 O ؛ 2.45 MgCl 2 ؛ 6H 2 O (5) ؛ HEPES وتعديلها ل أس هيدروجيني 7.4 (مم).


    الشكل 4
    الشكل 4 : يتم رفع الجزء meropodite مع نافذة اقتطاع. لاحظ الموقع من المسامير تشريح.
  5. رفع بلطف جليدة في المنطقة البعيدة ويتم قطع ألياف العضلات بعيدا عن السكتات الدماغية عن طريق جعل بشرة صوب قاعدة الساق. ويمكن رفع إهاب قبالة.
  6. هو قطع apodeme (وتر) في مفصل meropodite - carpopodite. يتم وضع دبوس على السطح الداخلي للالأوتار المثنية لإظهار حيث قطعت يتم اتخاذه (الشكل 5). الوتر ومن ثم مقروص حيث تم قطع عليه مع ملاقط والعضلات المثنية اقتلع عن طريق رفعها في اتجاه الذيلية (الشكل 6) ، ويعرض العصب الرئيسي في الساق والعضلات الباسطة.

    الشكل 5
    الشكل 5 : هو أبرز apodeme من العضلات المثنية التي تشريد فإنه من المثنية مع دبوس.


    الشكل 6
    الشكل 6 : يتم قطع apodeme من العضلات المثنية وإزالتها بعناية حتى لا ضرر العصب الرئيسي في الساق.
  7. يتم قطع العصب الرئيسي في المحطة المشتركة meropodite - carpopodite وسحبت بعناية إلى أكثر من العضلات الباسطة. يستخدم السطح الإنسي للعضلة خلال هذه الدراسة. ويمكن تعزيز الفصل بين العصب والعضلات الباسطة من عصب الساق الرئيسية من خلال سحب بلطف الجدعة البعيدة للعصب الساق الرئيسي إلى جانب الإعداد. عند تقشير العصب الرئيسي الساق الخلفية خلال العضلات الباسطة ، قد فروع صغيرة من محور عصبي تحتاج الى قطع. هذه هي فروع من الخلايا العصبية الحركية المثبطة لعضلة الباسطة. أكبر باقة المتفرعة الخروج من المحطة العصب الرئيسي قرب نهاية القريبة من meropodite هو حزمة عصبية صغيرة من الفائدة.

    الشكل 7
    الشكل 7 : يتم قطع العصب الرئيسي المحطة وانسحبت في اتجاه القريبة.


    ويمكن رؤية هذه الحزمة العصبية مع تلوين الميثيلين الأزرق (الشكل 8) أو مع دي 4 - 2 - ASP الفلورسنت وصمة عار (الشكل 9).


    الشكل 8
    الرقم 8 : العضلات الباسطة الملون باللون الأزرق الميثيلين. لاحظ المتفرعة محوار والمحاوير two مرئية بسهولة داخل العصب. السهام الحمراء ترسيم مسار العصب.


    الشكل 9
    الشكل 9 : المحاوير من ملطخة العصب المحرك مع دي 4 - ASP - 2. محور عصبي منشط أكثر وضوحا الزاهية نظرا لزيادة محتوى الميتوكوندريا.


    الشكل 10A 10A الرقم : محطات من الخلايا العصبية الفردية طوري ومنشط ملطخة ASP - 4 - 2 دي. لاحظ دوالي على محطات منشط وطبيعة رقيقة من المحطات طوري.


    الشكل 10B
    ولاحظ الرقم 10B - تونيك


    الشكل 10C
    ولاحظ الرقم 10C - طوري

3) فسيولوجية الملامح

  1. لمراقبة امكانات مثير بعد المشبكي (EPSPs) من الخلايا العصبية أو منشط طوري ، يتم تحفيز واحدا من المحاور المعزولة في حزمة الأعصاب بواسطة الشفط الكهربائي (الشكل 11) متصلة مشجعا العشب بينما يتم رصد إمكانات الخلايا في العضلات (جونستون وآخرون ، 2008). يتم تطبيق التحفيز في 70 هرتز إلى محور عصبي منشط من أجل تعزيز استجابة لتسهيل NMJs انخفاض الانتاج ، أو يتم تطبيق نبضة واحدة (1 هرتز) إلى محوار طوري من أجل الحصول على EPSPs كبيرة من ارتفاع الناتج NMJs كما هو موضح في الشكل 12. يتم تسجيل EPSPs إلى كمبيوتر عبر واجهة PowerLab/4s.

    الشكل 11
    الرقم 11 : تحفيز كهربائي وضعت أكثر من محور عصبي واحد داخل الحزمة العصبية. نلاحظ الخط الأخضر تحدد المحاور الرئيسية 2.


    الشكل 12
    الرقم 12 : إمكانات بعد المشبكي (EPSPs) من الخلايا العصبية أو منشط طوري والتسجيلات التي حصلت عليها داخل الخلايا.
  2. ويمكن تناول التحقيق في طبيعة تيسير متشابك والاكتئاب عن طريق نماذج تجريبية متشابك مع مختلف NMJs الانتاج المنخفضة والعالية. تيسير NMJs انخفاض الانتاج يعتمد على التكرار ، كما هو مبين في نبضات هرتز 20 و 40 و 60 من حوالي 20 المنبهات (الشكل 13).

    الشكل 13
    الرقم 13 : EPSPs ردا على قطار من البقول تحفيز بالنظر في ثلاثة ترددات مختلفة 20 و 40 و 60 هرتز في جراد البحر المالحة العادي.
  3. ويرتبط أيضا أن معدل الاكتئاب متشابك للتردد من التحفيز للNMJs عالية الانتاج. الرقم 14 يظهر المستمر 5 هرتز من التحفيز والاكتئاب NMJ أكثر من 30 دقيقة. مع ارتفاع وتيرة التحفيز ، وإعداد خفض بسرعة أكبر (Bradacs وآخرون ، 1997).

    الشكل 14
    الرقم 14 : الكامن الاستثاري بعد المشبكي مدى الاستجابة طوري خلال التحفيز 5 هرتز للحث على الاكتئاب.

4) الردود كمومي

  1. يستخدم الإجراء مماثلة لتلك التي وصفها لعضلة فتاحة للجراد (كوبر وكوبر ، 2009) في هذا الإعداد. يتم تسجيل EPSPs كمي مباشرة فوق مناطق محددة من المحطة العصب عن طريق وضع لمعة تسجيل الكهربائي الكلي التصحيح على دوالي متشابك مع تصور الصبغة الحيوية دي 4 - 2 - ASP (5 ميكرون ، 5 دقائق العلاج ، وآخرون كوبر القاعدة ، 1995 ؛. Magrassi وآخرون ، 1987). ويمكن تسجيل عفوية وكذلك أثار ردود كمي المحطات على طول العصب. وأثار وتسجل امكانات متشابك عفوية مع القطب الكلي التصحيح (Dudel ، 1981 ؛ Wojtowicz وآخرون ، 1991 ؛. Mallart ، 1993). Kimax الزجاج (القطر الخارجي : 1.5 ملم) تم سحبها والنار مصقول لإنتاج نصائح التصحيح داخل بأقطار تتراوح بين 10 و 20 ميكرون (الشكل 15).

    الشكل 15
    الرقم 15 : لمعة تسجيل الكهربائي الكلي التصحيح.


    يملأ تجويف القطب المتوسطة مع الاستحمام. مكبر للصوت هو نفسه الذي استعمل للتسجيلات الخلايا المذكورة أعلاه. ويمكن تحديد الكهربائي والمقاومة الختم عن طريق تمرير نبضات الاختبار الحالي من خلال الكهربائي. في تجاربنا ، وتراوحت المقاومة ختم 0،3-1،0 MOhm الكهربائي والمقاومة تراوحت 0،5-1،0 MOhm. يمكن رصد ختم المقاومة في جميع أنحاء التسجيل.
  2. العد المباشر للأحداث كمي هو ممكن مع التحفيز ترددات منخفضة. لكل استجابة أثار ، يمكن أن يكون عدد من الأحداث كمي تحدد بسهولة لمحطات الانتاج المنخفض (الشكل 16). يمكن لهذه التهم المباشرة مساعدة في تقدير كمي يعني المحتوى (ديل كاستيلو وكاتز ، 1954 ؛. كوبر وآخرون ، 1995). منذ NMJs أثار ارتفاع الناتج إنتاج متعددة كمي أثارت الأحداث ، يعني اتساع مساحة أو الانحرافات ، جنبا إلى جنب مع اتساع ذروة متوسط ​​أو منطقة من الأحداث التلقائية ، ويمكن استخدامها لapproximate مضمون يعني كمي (كوبر وآخرون ، 1995).

    الشكل 16
    الرقم 16 سجلت آثار التنسيق من طوري وNMJ منشط.

    الشكل 17
    الرقم 17

المناقشة

وقد أثبتنا في هذا التقرير كيفية تشريح وتسجيل وقياس ردود متشابك في إعداد جراد البحر فريدة في الاعصاب الطرفية والتي على حد سواء العالية والمنخفضة الانتاج يعصب الألياف العضلية نفسها. الاستعدادات العصبية والعضلية في تقديم العديد من المزايا جراد خلال تقاطعات الفقاريات العصبية والعضلية ، لأن هناك حاجة سوى عدد قليل من الخلايا العصبية الحركية مثير ليعصب العضلات ، ومنذ الخلايا العصبية يمكن تمييزها من الإعداد إلى إعداد (أتوود ، 1976) بالإضافة إلى ذلك ، الناقل العصبي هو مثير الغلوتامات ، وتصنف امكانات مثير بعد المشبكي (الكامن الاستثاري بعد المشبكي) ، وبالتالي ، فإن الخصائص الفيزيائية الحيوية متدرج للأحداث مشابهة لالتشعبات من الخلايا العصبية في الجهاز العصبي المركزي من الفقاريات. التيارات كمي ، ومع ذلك ، يمكن رصدها مباشرة في المواقع بعد المشبكي (كوبر وآخرون ، 1995).

التحفيز المتكرر هرتز 5 من العصب طوري يثير EPSPs الكبيرة التي بالاكتئاب بشكل كبير بعد عدة دقائق. هذا النوع من الاكتئاب شائع في العصبية والعضلية المفصلية تقاطعات طوري (اتوود وكوبر ، 1996). وجود محطات منشط جنبا إلى جنب مع محطات طوري يسمح احد لتقييم ما إذا كانت أو لم يتم تعديل كبير في الهدف بعد المشبكي أثناء وبعد الاكتئاب من الخلايا العصبية الحركية طوري. بالإضافة إلى ذلك ، ومحطات الانتاج المنخفض توفير إعداد لطيفة للتحقيق في الآليات التي تكمن وراء تيسير متشابك (ديساي للشاه وآخرون ، 2008 ؛. ديساي للشاه ، وكوبر ، 2009)

المحطات الطرفية عالية الانتاج توفر أرضية اللعب للتحقيق في تعديل نسبة الاكتئاب متشابك وعملية الاسترداد. ينبغي الوصول إليها وقابلة للاستمرار الاستعدادات مساعدة في فك رموز الآليات وراء الاكتئاب متشابك. في هذا الباسطة إعداد جراد الساق ، وطلب من الخارجية السيروتونين هو أداة أخرى لتحقيق الانتعاش من الاكتئاب متشابك وربما وسيلة لتعزيز التحقيق في تعبئة برك حويصلة متشابك. هذا المستحضر يوفر مزايا عدة تجريبية ، حيث يتم معصب ألياف العضلات الفردية عن طريق الخلايا العصبية الحركية على حد سواء طوري ومنشط.

منذ السيروتونين يزيد من عدد الحويصلات التي تم إصدارها مع التحفيز أثار ، ونظرا لأنه يعزز الانتعاش خلال الاكتئاب ، فمن الواضح أن هناك بعض التعديل للحمامات حويصلة لتعزيز احتمالات الاندماج مع الحاضر السيروتونين (جونستون وآخرون ، 2008 ؛ Logsdon وآخرون ، 2006 ؛. الشرر وآخرون ، 2004). النماذج التي من شأنها أن تفسر ديناميكية تجمعات حويصلة داخل محطة العصب قبل المشبكي خلال التحفيز التردد المنخفض ، في مقابل حالة من الاكتئاب ، تحتاج أيضا إلى النظر بين البروتوكولات التجريبية المختلفة التي من الممكن مع هذا الإعداد.

وقد لوحظ أنه في نظم أخرى أن حوالي 30 ٪ من تجمع حويصلة تخضع لعملية إعادة التدوير السريع ، في حين أن بقية الحويصلات تدويرها تذهب من خلال مسار بطيء التدوير التقليدية من خلال شبكية هيولي باطني (Harata وآخرون ، 2001 ؛. تسين وآخرون. ، 2001). قد تكون هذه المسارات المزدوجة أيضا موجودة في هذا النظام. ربما إذا ATP غير موجودة في حالة الكساد من المحطة قبل المشبكي ، ثم رفع وتنزيل لا تكون قادرة على أن يحدث ، وبالتالي فإن العديد من الحويصلات أكثر تفريغ ستبقى على السطح متشابك. منذ يتم الافراج بسرعة أكبر عندما تتعرض الحويصلات المحطات إلى 5 HT ، فمن الممكن أن ترد أكثر داخل تجمع نشره بسهولة (RRV). ومع ذلك ، في حالة الاكتئاب ، مع انخفاض ATP ، قد يتم حظر رفع وتنزيل حتى في وجود من 5 HT ، الأمر الذي يترك مرة أخرى تفريغ حويصلات على سطح متشابك. لأن البيانات الأولية تشير إلى أن يتم إطلاق المزيد من الحويصلات بمرور الوقت مع التعرض المطول HT (5) والتحفيز ، وتوزيع تجمع حويصلة من المسارات السريعة والبطيئة إعادة التدوير قد تكون منحرفة لحويصلات المختصة لإعادة اطلاق سراح (جونستون من وآخرون. ، 2008 ، انظر الى استعراض للشاه ديساي ، وآخرون ، 2008 ؛. ديساي للشاه ، وكوبر ، 2009)

مع تقنيات الاتصال التسجيلات macropatch التيارات بعد المشبكي وتدابير كمات واحدة من مناطق محددة من المحطة العصب المحرك ، يمكن للمرء أن يسأل أسئلة لتحديد ما إذا كان الاكتئاب هو متشابك التي تحدث نتيجة لانخفاض عدد الحويصلات الإفراج عنهم أو بسبب تغيرات في وظيفة من المستقبلات بعد المشبكي. وقد تبين أن الحويصلات أكثر حساسية للانصهار في NMJ طوري هذا استعدادا لتعرض الكالسيوم يساوي (ميلر وآخرون 2005) ، الذي يمثل على الأرجح لارتفاع متوسط ​​محتوى كمي للمحطات طوري (Msghina وآخرون. ، 1998 ، 1999). بالإضافة إلى ذلك ، الاختلافات في بروتين frequenin الكالسيوم ملزمة (Jeromin وآخرون ، 1999) ، والترآيب الدقيق (الملك وآخرون ، 1996) تسهم في فعالية الفرق متشابك (كوبروآخرون ، 2003).

واستكشفت بعض الدراسات السابقة على النمط الظاهري العضلات من ألياف العضلات الباسطة (Bradacs وآخرون ، 1997 ؛. كوبر وآخرون ، 2003). بمقارنة تنظيم تمايز لأنواع الألياف العضلية منشط بحتة وطورية في جراد البحر إلى أنواع الألياف المختلطة ، مثل لساقه التي هي الباسطة معصب حسب الأصول ، يمكن أن يوفر أدلة على التعبير والتنظيم العضلات النمط الظاهري (LaFramboise وآخرون ، 2000 ؛. سون وآخرون القاعدة ، 2000 ؛. Griffis وآخرون ، 2001 ؛. Mykles وآخرون ، 2002).

لا يزال العديد من المسائل الأساسية التي ينبغي معالجتها في بيولوجيا الأعصاب ، وهذا قد يساعد في إعداد معالجة بعض منها. عدد قليل من المواضيع ذات الاهتمام في هذا المجال اليوم قد يكون اقترب مع الباسطة الساق ما يلي : 1) تحديد الآليات الخلوية التي تكمن وراء الاكتئاب متشابك داخل عالية الانتاج محطات (هل الاكتئاب نتيجة لتخفيض CA2 + الدخول ، وعدم وجود المختصة حويصلة نشره بسهولة (RRV) بركة ، و / أو تقبل بعد المشبكي تغيير؟) 2) تحديد دور الميكانيكية للHT - 5 عندما يطبق بعد تحريض من الاكتئاب متشابك لتعزيز الانتعاش بشكل أسرع ، و 3) تحديد ما إذا كانت الأشكال من كمي ويجري تغيير التيارات التي تنشأ من محطات طوري تحفيز خلال تحريض لمعالجة الاكتئاب المكونات السابقة واللاحقة ، متشابك من الاكتئاب متشابك.

هذا NMJ المهم أن البحوث الجارية والمحققين في المستقبل لأنها تمكننا من الحصول على المعلومات ذات الصلة التي تتناول آليات تابعا للأداء متشابك كما تقاس مباشرة في مواقع إطلاق سراحهم. الأبحاث الجارية في هذا المجال هو توفير معلومات حول التشكيل متشابك من الاكتئاب بواسطة HT - 5 وديناميات تجمعات الحويصلة. مثل هذه المواضيع تتعلق أساسيات الأساسية للانتقال متشابك ذات الصلة لجميع الأنظمة العصبية.

الإفصاحات

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

شكر وتقدير

نشكر السيد كريغ سلافن دال (قسم اللغة الإنجليزية ، جامعة كنتاكي) لتقديم المساعدة التحريرية. بدعم من جامعة كنتاكي ، قسم علم الأحياء ، ومكتب للدراسات الجامعية وكلية الآداب والعلوم.

المواد

  1. جراد البحر (Procambarus clarkii). Atchafalaya البيولوجي شركة التموين ، Raceland لوس انجليس. ، الولايات المتحدة الأمريكية.
  2. جراد البحر المالحة القياسية :
    • تعديل من حل فان Harreveld في (1936). (مم) 205 كلوريد الصوديوم ؛ بوكل 5.3 ؛ 13.5 CaCl 2 2H 2 O ؛ 2.45 MgCl 2 6H 2 O (5) ؛ HEPES وتعديلها لدرجة الحموضة 7.4
  3. أدوات تشريح : الجميلة # 5 ملاقط ، مقصات غرامة ، حامل سكين شفرة ، # 26002-20 دبابيس الحشرات (الحصول على جميع العلوم من أدوات الجميلة (الولايات المتحدة) ، وشركة ، 373 - G فخمة بارك محرك ، فوستر سيتي ، كاليفورنيا 94404-1139)
  4. Sylgard طبق تشريح المغلفة ، وطبق تسجيل بناؤها إما مع شفط القطب الكهربائي أو استخدام الشفط وتتلاعب في العضو الذكري لعقد القطب الشفط.
  5. تشريح المجهر مع وظيفة التكبير والتصغير للتسجيلات داخل الخلايا. للتسجيل الاتصال على المحطات المرئية ويستخدم مجهر مركب تستقيم مع أهداف (4 x و 20X). يحتاج المرء إلى مصدر الضوء الزئبق.
  6. مضخم الخلايا القياسية وA / D لوحة تسجيل على الخط لجهاز كمبيوتر. يتم تسجيل الإشارات الكهربائية على الخط إلى واجهة PowerLab/4s (ADInstruments واستراليا). نستخدم البرامج القياسية من ADInstruments اسمه تخطيط أو نطاق.
  7. المواد الكيميائية :
    • نستخدم صبغة الفلورسنت الحيوية ، (4) [4 (diethylamino) styryl] يوديد methylpyridinium N (4 2 دي الحية ؛ المسابر الجزيئية ، يوجين ، OR) ، لتصور دوالي (Marigassi وآخرون ، 1987 ؛. كوبر وآخرون ، 1995a. ). تم الحصول على جميع المواد الكيميائية المالحة من شركة سيغما الكيميائية (سانت لويس ، MO).
  8. للتسجيلات الخلايا نستخدم أنابيب الزجاج الشعرية (كتالوج # 30-31-0 من FHC ، برونزويك ، ME ، 04011 ، الولايات المتحدة الأمريكية) وأقطاب macropatch التنسيق نستخدم Kimax - 51 ، كيمبل منتجات الفن. رقم 34502 ، رقم 0.8 1.1mm ، طول 100mm. ينبغي أن يكون القطب الخلايا المقاومة بين 20 و 30 mOhm. هي التي شيدت من قبل القطب macropatch قطع غيض من الزجاج بعد أن قدم معلومات سرية غرامة من مجتذب الكهربائي. غيض قبالة كسر يحتاج إلى فترة انقطاع عن 20μM عمودي نظيفة في القطر. غيض من الحرارة ثم مصقول لقطرها حوالي 10μM الداخلية. ومن ثم تشغيل رمح القطب أكثر من عنصر التدفئة لتجعله ينحني نحو 45 درجة مئوية مع منحنى تدريجيا. هذا ينتج تجويف القطب شقة أو عمودي على العصب الطرفي كما زاوية مع تتلاعب الصغيرة سوف تنتج نحو 45 درجة أخرى إلى الإعداد.

المراجع

  1. Atwood, H. L. Organization and synaptic physiology of crustacean neuromuscular systems. Prog. Neurobiol. 7, 291-391 (1976).
  2. Atwood, H. L., Cooper, R. L. Synaptic diversity and differentiation: Crustacean neuromuscular junctions. Invertebrate Neuroscience. 1, 291-307 (1996).
  3. Bradacs, H., Cooper, R. L., Msghina, M., Atwood, H. L. Differential physiology and morphology of phasic and tonic motor axons in a crayfish limb extensor muscle. J. Exp. Biol. 200, 677-691 (1997).
  4. Cooper, R. L., Stewart, B. A., Wojtowicz, J. M., Wang, S., Atwood, H. L. Quantal measurement and analysis methods compared for crayfish and Drosophila neuromuscular junctions, and rat hippocampus. J. Neurosci Methods. 61, 67-78 (1995).
  5. Cooper, R. L., Donmezer, A., Shearer, J. Intrinsic differences in sensitivity to 5-HT between high- and low-output terminals innervating the same target. Neuroscience Research. 45, 163-172 (2003).
  6. Cooper, A. S., Cooper, R. L. Historical view and demonstration of physiology at the NMJ at the crayfish opener muscle. J Vis Exp. , (2009).
  7. Del Castillo, J., Katz, B. Quantal components of the end-plate potential. J. Physiol. 124, 560-573 (1954).
  8. Desai-Shah, M., Viele, K., Sparks, G., Nadolski, J., Hayden, B., Srinivasan, V. K., Cooper, R. L. Assessment of synaptic function during short-term facilitation in motor nerve terminals in the crayfish. The Open Neuroscience Journal. 2, 24-35 (2008).
  9. Desai-Shah, M., Cooper, R. L. Different mechanisms of Ca2+ regulation that influence synaptic transmission: Comparison between crayfish and Drosophila neuromuscular junctions. SYNAPSE. 63, 1100-1121 (2009).
  10. Dudel, J. The effect of reduced calcium on quantal unit at the crayfish neuromuscular junction. Pfl gers Arch. 391, 35-40 (1981).
  11. Griffis, B., Moffett, S., Cooper, R. L. Muscle phenotype remains unaltered after limb autotomy and unloading. J. Exp. Zool. 289, 10-22 (2001).
  12. Harata, N., Pyle, J. L., Aravanis, A. M., Mozhayeva, M., Kavalai, E. T., Tsien, R. W. Limited numbers of recycling vesicles in small CNS nerve terminals: implications for neural signaling and vesicular cycling. Trends in Neurosci. 24, 637-643 (2001).
  13. Jeromin, A., Shayan, A. J., Msghina, M., Roder, J., Atwood, H. L. Crustacean frequenins: molecular cloning and differential localization at neuromuscular junctions. J. Neurobiol. 41 (2), 165-175 (1999).
  14. Johnstone, A. F. M., Kellie, S., Cooper, R. L. Presynaptic depression in phasic motor nerve terminals and influence of 5-HT on docked vesicles. The Open Neuroscience Journal. 2, 16-23 (2008).
  15. Katz, B., Kuffler, S. W. Excitation of the nerve-muscle system in Crustacea. Proc. Roy. Soc. B. 133, 374-389 (1946).
  16. Kennedy, D., Takeda, K. Reflex control of abdominal flexor muscles in crayfish. I. The twitch system. J. Exp. Biol. 43, 211-227 (1965).
  17. Kennedy, D., Takeda, K. Reflex control of abdominal flexor muscles in crayfish. II. The tonic system. J. Exp. Biol. 43, 229-246 (1965).
  18. King, M. J. R., Atwood, H. L., Govind, C. K. Structural features of crayfish phasic and tonic neuromuscular junctions. J. Comp. Neurol. 372, 618-626 (1996).
  19. LaFramboise, W., Griffis, B., Bonner, P., Warren, W., Scalise, D., Guthrie, R. D., Cooper, R. L. Muscle type specific myosin isoforms in crustacean muscles. J. Exp. Zool. 286, 36-48 (2000).
  20. Logsdon, S., Johnstone, A. F. M., Viele, K., Cooper, R. L. Regulation of synaptic vesicles pools within motor nerve terminals during short-term facilitation and neuromodulation. J. Applied Physiol. 100, 662-671 (2006).
  21. Lucas, K. The analysis of complex excitable tissues by their response to electric currents of short duration. J. Physiol. 35, 310-331 (1907).
  22. Lucas, K. On summation of propagated disturbances in the claw of Astacus and on the double neuromuscular system of the abductor. J. Physiol. 51, 1-35 (1917).
  23. Magrassi, L., Purves, D., Lichtman, J. W. Fluorescent probes that stain living nerve terminals. J. Neurosci. 7, 1207-1214 (1987).
  24. Millar, A. G., Bradacs, H., Charlton, M. P., Atwood, H. L. Inverse relationship between release probability and readily releasable vesicles in depressing and facilitating synapses. J. Neurosci. 22, 9661-9667 (2002).
  25. Millar, A. G., Zucker, R. S., Ellis-Davies, C. G., Charlton, M. P., Atwood, H. L. Calcium sensitivity of neurotransmitter release differs at phasic and tonic synapses. J. Neurosci. 25, 3113-3125 (2005).
  26. Msghina, M., Govind, C. K., Atwood, H. L. Synaptic structure and transmitter release in crustacean phasic and tonic motor neurons. J. Neurosci. 18, 1374-1382 (1998).
  27. Msghina, M., Millar, A. G., Charlton, M. P., Govind, C. K., Atwood, H. L. Calcium entry related to active zones and differences in transmitter release at phasic and tonic synapses. J. Neurosci. 19, 8419-8434 (1999).
  28. Mykles, D. L., Medler, S. A., Koenders, A., Cooper, R. L. Myofibrillar protein isoform expression is correlated with synaptic efficacy in slow fibres of the claw and leg opener muscles of crayfish and. 205 (4), 513-522 (2002).
  29. Sparks, G., Cooper, R. L. 5-HT offsets homeostasis of synaptic transmission during short-term facilitation. J. Applied Physiol. 96, 1681-1690 (2004).
  30. Sohn, J., Mykles, D. L., Cooper, R. L. The anatomical, physiological and biochemical characterization of muscles associated with the articulating membrane in the dorsal surface of the crayfish abdomen. J. Exp. Zool. 287, 353-377 (2004).
  31. Tsien, R. W., Harata, N. C., Choi, S. W. P. y. l. e., Aravanis, A. M., AM, G. C. h. e. n. Vesicles, quanta and synaptic plasticity. Molecular Mechanisms of synaptic function. , (2001).
  32. Van Harreveld, A. A physiological solution for freshwater crustaceans. Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 34, 428-432 (1936).
  33. Van Harreveld, A., Wiersma, C. A. G. The triple innervation of the crayfish muscle. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 22, 667-667 (1936).
  34. Wiersma, C. A. G., Van Harreveld, A. The influence of the frequency of stimulation on the slow and fast contraction in crustacean muscle. Physiol. Zool. 11, 75-81 (1938).
  35. Wojtowicz, J. M., Smith, B. R., Atwood, H. L. Activity-dependent recruitment of silent synapses. Ann. N.Y. Acad. Sci. 627, 169-179 (1991).

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة