Name: Carregando uma tintura de cálcio em terminação de nervo de sapo através do coto nervoso: Registro de transientes de cálcio na união neuromuscular de sapo (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-07-08T13:00:00.000+00:00
Duration: 17 min 5 s
Description: Aprenda a carregar uma tintura de cálcio em terminações nervosas de sapo através do coto nervoso para registrar transientes de cálcio na junção neuromuscular. Este método permite estudar sinalização de cálcio e efeitos de drogas na transmissão sináptica.

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Esta pesquisa foi realizada no âmbito do Programa do Governo Russo para o Crescimento Competitivo da Universidade Federal de Kazan e uma doação da Fundação Russa para Pesquisas Básicas (16-04-01051; 16-34-00817; 15-04-02983). Agradecemos a quatro revisores anônimos por fornecer comentários úteis sobre rascunhos anteriores do manuscrito. Expressamos nossa gratidão a Yuliya Aratskaya pela gravação de voz. Agradecemos ao Dr. Victor Ilyin por muitos comentários úteis e ajuda com a edição final do manuscrito.

Experimentos foram realizados em preparações isoladas do músculo nervoso do peito cutâneo musculus do Rana ridibunda rrog . O tamanho dos animais de ambos os sexos era de cerca de 5-9 cm. Os procedimentos experimentais foram realizados de acordo com as diretrizes para o uso de animais de laboratório da Universidade Federal de Kazan e da Universidade Médica de Kazan, de acordo com o Guia NIH para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório. O protocolo experimental atendeu aos requisitos da Directiva 86/609 / CEE do Conselho das Comunidades Europeias e foi aprovado pelo Comitê de Ética da Universidade Médica de Kazan. 1. Preparação das soluções <ol><li> Preparação da solução de Ringer. <ol><li> Prepare a solução de Ringer: NaCl 113,0 mM, KCl 2,5 mM, NaHCO3 3,0 mM e CaCl2 1,8 mM. Ajuste o pH para 7.2-7.4. </li><li> Prepare a solução de Ringer com um baixo Ca 2+ </Sup&gt; e alto teor de Mg 2+ : NaCl 113,0 mM, KCl 2,5 mM, NaHCO3 3,0 mM, MgCl2 6,0 mM, CaCl2 0,9 mM. Ajuste o pH para 7.2-7.4. </li></ol></li><li> Preparação da solução de carga de corantes. <ol><li> Prepare a solução à base de água contendo HEPES-Na a 10 mM (pH 7,2-7,4). </li><li> Adicione 14 μL da solução HEPES a um frasco com o corante 30 . NOTA: o tinte indicador de Ca 2+ vem em um frasco de 500 μL com 500 μg de pó. </li><li> Vortex e gire para baixo para misturar bem. </li><li> Diluir a solução para reduzir a concentração final do indicador de Ca 2 + para 30 mM. Evite a exposição à luz e armazene a -20 ° C. </li></ol></li></ol> 2. Procedimento de carregamento de tintura <ol><li> Dissecar o músculo cutâneo do peito com um pedaço do nervo do peitoral . NOTA: O procedimento de dissecação está disponívelEm um download gratuito do artigo de Blioch et al. , 1968 31 . <ol><li> Para o procedimento de dissecação, use duas pinças finas e tesoura corneana (veja a Tabela de Materiais ). Transfira o tecido dissecado para uma placa de Petri revestida com elastômero de silício pré-cheia com a solução de Ringer e conserte o tecido com finos parafusos de aço inoxidável, de modo que este seja levemente esticado no prato. </li><li> Recoloque a placa de Petri com uma alíquota fresca da solução da Ringer. Remova os tecidos conjuntivos. Não danifique o nervo. </li></ol></li><li> Prepare a pipeta de enchimento: usando uma lâmina de barbear, corte uma peça de aproximadamente 2 mm de comprimento da parte cônica de uma ponta de pipeta de plástico padrão de 10 μL. </li><li> Prepare um pedaço de argila de modelagem para montar a pipeta de enchimento na placa de Petri. </li><li> Conecte a parte traseira da pipeta de enchimento a uma seringa de plástico através de tubos de silicone e adaptadores de conexão de plástico feitos de pontas de pipeta. </li><li> Antes da dProcedimento de carregamento, remova a solução do Ringer da placa de Petri usando uma pipeta de plástico. Secar a preparação do nervo muscular usando uma seringa fina; Isto impedirá a diluição do corante de Ca2 + após o carregamento subsequente da pipeta de enchimento. </li><li> Remova o frasco indicador do Ca 2+ do congelador e deixe descongelar a temperatura ambiente em um local escuro. </li><li> Sob o controle do estereomicroscópio com baixa ampliação (10 ×), detectar a junção entre o músculo e o nervo. Com pinças e tesouras finas, corte o nervo peitoral proprio perto da superfície muscular (ver passo 2.1). Deixe um tronco nervoso com cerca de 2 mm de comprimento. </li><li> Corrigir a pipeta de enchimento anexada à tubulação e a seringa na placa de Petri usando argila de modelagem. </li><li> Mova a ponta da pipeta perto do coto nervoso. </li><li> Sem comprimir, suavemente aspirar o toco nervoso na ponta da pipeta de enchimento. </li><li> Remova o tubo de sucção do blunT final da pipeta de enchimento. </li><li> Retire cuidadosamente o excesso de solução da pipeta de enchimento usando uma seringa com uma agulha longa (veja a Tabela de Materiais ). Não puxe o tronco do nervo. </li><li> Elevar verticalmente a ponta da pipeta de enchimento, mantendo o tronco nervoso aspirado na ponta. </li><li> Isolar a parte aspirada do coto nervoso do lado de fora da ponta da pipeta de enchimento com vaselina. </li><li> Secar o tronco nervoso isolado na pipeta de enchimento se necessário: aspirar suavemente o excesso de solução da pipeta de enchimento usando uma seringa com uma agulha longa. </li><li> Desenhe 0.5 μL da solução de carga de corantes (ver passo 1) usando uma pipeta com uma ponta longa de pipeta. </li><li> Insira suavemente a ponta da pipeta com a solução de carga na pipeta de enchimento. Ejetar a mistura diretamente no coto nervoso. </li><li> Selar a extremidade aberta da pipeta de enchimento com vaselina. </li><li> Adicione uma pequena alíquota de Ringer&#39;s sOlution para a placa de Petri para manter a preparação molhada. </li><li> Incubar a preparação à temperatura ambiente em condições escuras e úmidas durante 5 h. </li><li> Remova a pipeta de enchimento com solução de carga, enxágue a preparação com a solução de Ringer e mantenha-a durante a noite na geladeira a 8 ° C. </li></ol> 3. Preparando o Tecido para Microscopia <ol><li> Monte a preparação na câmara revestida com elastômero de silicone e conserte-a com micro-agulhas de aço, de modo que esteja levemente esticada. </li><li> Enxaguar o tecido com uma alíquota da solução de Ringer fresca. </li><li> Use um eletrodo de sucção para estimular o nervo; A construção do eletrodo está disponível a partir do download gratuito do documento por Kazakov et al. 2015 32 . Posicione a ponta do eletrodo perto da extremidade cortada do nervo e aspirar o toco do nervo no orifício do eletrodo. </li><li> Monte a câmara de preparação no estágio do microscópio. PlacE a sonda de temperatura e os disparos de entrada e saída na câmara. </li><li> Ligue o cabo de alimentação ao elemento Peltier. </li><li> Para superar a preparação, use um sistema simples de controle de gravidade. Para remover o excesso de solução, ligue a bomba de sucção de perfusão. </li><li> Ligue a unidade termodinâmica. </li><li> Defina o controle de temperatura para 20 ° C. </li><li> Monte o escudo de proteção ultravioleta. </li><li> Conecte o eletrodo de fio estimulante ao estimulador elétrico e observe as contrações musculares no microscópio com uma lente objetiva 4x. </li><li> Preencha o sistema de perfusão com a solução do Ringer com baixo teor de Ca 2+ e alto teor de Mg 2+ . NOTA: Esta solução é usada para prevenir contrações musculares. Uma diminuição na concentração de cálcio externo e uma elevação do magnésio externo resultam na redução da amplitude dos transientes de Ca 2+. No entanto, com base na experiência anterior, CaCl 0,9 mM <sub&gt; 2 e 6 mM de MgCl2 ainda são suficientes para resolver de forma fiável a amplitude dos transientes de Ca 2+ . Vale ressaltar que existem algumas outras formas de diminuir as contrações musculares sem reduzir a concentração de Ca 2+. Por exemplo, o uso de d-tubocurarina ou alfa-bungarotoxina, bloqueadores específicos de receptores nicotínicos de acetilcolina, bloquearia total ou parcialmente bloqueios musculares 17 , 27 , 28 , 30. No entanto, a adição dessas toxinas também pode afetar a entrada de cálcio pré-sináptica 33 . Para evitar isso, a μ-conotoxina GIIIA pode ser usada 27 . </li><li> Ligue a bomba e comece a superfusão da preparação com a solução Ringer com baixo Ca 2 + e alto Mg 2+ . </li><li> Mude para a lente objetiva 40 × no microscópio. </li><li> Ligar em t<html> Ele monocromador (veja a Tabela de Materiais ). </li><li> Selecione um comprimento de onda de emissão de 488 nm e um modo contínuo de iluminação no software de controle de monocromador. </li><li> Sob alta ampliação no modo de fluorescência, assegure-se de que os terminais nervosos foram carregados com o corante. </li></ol><img alt="figura 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55122/55122fig1.jpg" /> Figura 1 : Nervo e terminais com indicador de Ca 2+ carregado. ( A ) Nervo preenchido com indicador de Ca 2 + após o procedimento de carregamento. Barra de escala = 200 μm. ( B ) terminações nervosas cheias com indicador de Ca 2+ . Barra de escala = 20 μm. ( C ) A fluorescência de Ca 2+ -indicador é claramente visível na terminação do nervo. Barra de escala = 20 μm._blank &quot;&gt; Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. <ol start="17"><li> Permitir que a preparação se equilibre durante pelo menos 30 minutos na solução baixa de Ca 2+ e alta Mg 2+ . </li></ol> 4. Captura de vídeo com a câmera digital CCD Nota: Os detalhes da captura de sinais de fluorescência são específicos para cada microscópio e tipo de câmera, mas a consideração de chave é a velocidade de captura de imagem. <ol><li> Use 1 kHz como a freqüência de captura mínima para gravações de transientes de Ca 2+ no NMJ. NOTA: câmeras CCD digitais rápidas são necessárias para imagens de fluorescência (consulte a Tabela de Materiais ). O sistema de aquisição de dados e o software (veja a Tabela de Materiais ) foram utilizados aqui para a sincronização da câmera, monocromador e estimulador. Em resumo, este protocolo permite a geração de pulsos de sincronização em saídas digitais dos dadosSistema de aquisição para abrir o obturador, capturar o sinal de vídeo e iniciar a estimulação. Todos os parâmetros temporais podem ser configurados nos protocolos e / ou nos aparelhos. Um protocolo típico é uma série de 500 quadros adquiridos a 1 kHz (80 x 80 pixels). A iluminação com luz de excitação pode lixiviar o indicador de Ca 2+ e fotodemar o tecido celular. Assim, evite exposições prolongadas à luz de excitação. Neste protocolo, o obturador está aberto apenas pelo tempo necessário para capturar o vídeo. Adquira vinte séries por terminal nervoso específico. O objetivo aqui é monitorar os mesmos sites no grupo de controle e após a entrega do medicamento. </li><li> Sob a lente objetiva 4X de um microscópio, use o regime de campos brilhantes para visualizar os ramos musculares e nervosos. </li><li> Mude para a lente objetiva 40X e, usando o regime de epifluorescência e um comprimento de onda de excitação de 488 nm, procure por terminações nervosas carregadas com tintas. Identifique uma região de interesse nervoso de interesse. </li><li> No tubo trinocular oNo microscópio, selecione os níveis de permuta do caminho da luz: 100% da luz para a câmera. </li><li> Inicie o software de aquisição para a câmera CCD. </li><li> No modo &quot;Live&quot;, encontre o ROI e ajuste o foco. </li><li> Selecione o menu &quot;Alterar&quot; as configurações. </li><li> Use a &quot;Configuração básica&quot; em 1.000 quadros por segundo (fps), com uma resolução de 80 x 80. </li><li> Defina o número de quadros de entrada para 500. </li><li> Digite o nome da experiência. </li><li> Escolha &quot;Disparador externo&quot;. </li><li> Defina o tempo de pré-disparo até 10 ms. </li><li> Defina o número de repetições para 20. </li><li> No software de controle de monocromador, selecione um comprimento de onda de emissão de 488 nm e modo de &quot;iluminação do gatilho externo&quot;. </li><li> Execute o software de aquisição de dados. </li><li> Carregue o protocolo de estimulação. </li><li> Antes de gravar o vídeo, capture o quadro escuro usando o software de aquisição de vídeo. </li><li> Execute o protocolo de estimulação. </li><li> Selecione o ROI e checK o sinal gravado. </li></ol> 5. Análise de dados NOOTE: Para análise de dados, use o software da câmera CCD e o ImageJ; Os dados são representados como uma curva em uma planilha eletrônica. No software da câmera CCD, a média 20 repete e exporta os resultados para um arquivo de suporte ImageJ. No ImageJ, selecione o ROI e o plano de fundo. Subtrair o plano de fundo do ROI. Representar os dados como uma proporção: (ΔF / F 0 -1) x 100%, onde ΔF é a intensidade da fluorescência durante a estimulação e F 0 é a intensidade da fluorescência em repouso. <ol><li> No software de aquisição para a câmera CCD, clique em Arquivo&gt; Arquivos médios. Selecione os arquivos e mande-os. </li><li> Salve o arquivo médio como um arquivo .fit clicando em &quot;Salvar como arquivo de ajuste&quot;. </li><li> Execute o software ImageJ. Execute as seguintes etapas: </li><li> Clique em Imagem&gt; ajustar&gt; brilho / contraste. </li><li> Clique em Imagem&gt; pilhas&gt; ferramentas&gt;; Classificador de pilha. </li><li> Clique em Análise&gt; ferramentas&gt; Gerenciador de ROI. </li><li> Arraste e solte o arquivo .fit em média na janela ImageJ. </li><li> Amplie a janela para uma visão melhor. </li><li> Ao mover o cursor, selecione a última moldura e exclua-a (esta é a moldura escura) </li><li> Selecione um ROI retangular sobre a área que se acredita ser o plano de fundo. Adicione-o ao gerente de ROI </li><li> Mude o fundo clicando em Mais&gt; Multi Medida. Observe o MEAN. Copie os dados, exporte-o para um programa de planilha e calcule o valor médio do limite para uma proporção. </li><li> Subtrair o limite das pilhas clicando em Processar&gt; Main&gt; Subtrair. Digite o valor médio do limite. </li><li> Selecione um ROI retangular em torno de um terminal nervoso. Adicione-o ao gerente de ROI. </li><li> Medir clicando em Mais&gt; Múltipla. Observe o MEAN. Copie e exporte para uma planilha eletrônica. </li><li> Média do deslocamento dos sinais. NOTA: use oPrimeiras dúzias de pontos que demonstram fluorescência de corante base sem estimulação; Esta é a fluorescência em repouso. </li><li> Divida os sinais pela fluorescência em repouso. </li><li> Subtrair &quot;1&quot; e multiplicar por 100%. </li><li> Traçar o sinal e calcular a amplitude do transiente Ca 2+ . </li></ol>

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</ol>

Os autores não têm nada a divulgar.

Neste artigo, apresentamos o método de realização de carvão de corante sensível ao Ca 2 + nas terminações nervosas dos rãs através do tronco nervoso. Ao final do procedimento de carregamento, todos os terminais na parte proximal do nervo possuem níveis significativos de fluorescência. Estima-se que a concentração intra-terminal da sonda varia entre 40 e 150 μM 17 . O procedimento de incubação é realizado em duas etapas: à temperatura ambiente e depois a uma temperatura mais baixa no refrigerador. É importante controlar o tempo de incubação do tecido com o corante à temperatura ambiente. Dependendo do comprimento real do coto nervoso, do corante específico e da temperatura, o tempo de incubação pode variar. Se sobreposto, os terminais nas partes proximais próximas ao tronco nervoso podem ser sobrecarregados. No entanto, na parte central do nervo, ainda é possível encontrar terminais carregados satisfatoriamente. Durante o períodoE longa incubação na geladeira, o corante é uniformemente distribuído nas terminações nervosas. Nossas próprias observações 33 , 35 , bem como os dados de outros pesquisadores 30 , comprovam a falta de qualquer influência apreciável do procedimento de carregamento na amplitude da resposta pós-sináptica ou na freqüência dos potenciais de placa final em miniatura. Uma boa longevidade foi documentada nos preparativos carregados. Existem alguns pontos importantes sobre os quais gostaríamos de chamar a atenção. É muito essencial colocar o coto nervoso na solução de carga de tintas dentro de alguns minutos após a excisão para permitir que o corante entre nos axônios do nervo cortado; Os atrasos podem causar um carregamento ineficaz, presumivelmente devido ao resealing dos axônios nervosos 27 , 36 . Alguns investigadores imergem o tronco nervoso em 100 mM de EDTA (um Ca2 + e Mg 2 + -chelator) Imediatamente após a excisão do nervo para impedir que os axônios cortados se fechem novamente. O buffer é removido após 1-2 min e substituído por uma solução de carga de corante 37 . O uso de um poço de gelatina de petróleo em vez de tubos de plástico para o procedimento de carregamento permite o uso de um tronco nervoso mais curto. Ao usar esta abordagem, o nervo é cortado depois de ser imerso na solução de HEPES com corante e os axônios não são ressuscitados por causa da falta de íons divalentes na solução de corante 27 , 28 . Em nosso estudo, utilizamos a forma de sal solúvel em água do indicador de Ca 2 + em vez de dextrano. Os conjugados de dextrano difundem no axônio mais lentamente do que as formas de sal. No entanto, o uso do conjugado de dextrano reduz a compartimentação e manuseio de corantes pelo nervo e NMJs. O cálcio Green 1-3,000 MW dextrano conjugado tem uma boa taxa de difusão e demonstra compartimentação reduzida <s<html> Up class = &quot;xref&quot;&gt; 38. É muito importante evitar um longo período de iluminação fluorescente do tecido, pois isso afeta sua saúde e sobrevivência. Usamos a óptica Nomarski no canal de luz visível para procurar terminais nervosos. Durante a gravação, limitamos o campo iluminado usando um diafragma. Vale ressaltar que este método de carga é adequado apenas para preparações que podem suportar incubações longas. Para reduzir o tempo de carregamento de corantes quando estudos estão sendo realizados em tecidos mais frágeis ( por exemplo, sinapses de animais de sangue quente), é necessário reduzir o comprimento do toco nervoso e usar micropipetas para carregar 29 , 39 . Esta técnica de carga é adequada para alterações de imagem no Ca 2+ citosólico, com indicadores fluorescentes sob estimulação com um único nervo e atividade sináptica rítmicaEfetuado &quot;17 , 27 , 35. A análise da amplitude transitória do Ca2 + pode ser utilizada para estudar a influência de diferentes substâncias na entrada de cálcio que participa na liberação do neurotransmissor 33 .

Os íons de cálcio (Ca 2+ ) participam de muitos processos de sinalização neuronal, incluindo a iniciação, manutenção e plasticidade da libertação do mediador 1 , 2 , 3 , 4 , 5 . Após a chegada do potencial de ação, o Ca 2+ extracelular entra no terminal nervoso e inicia a liberação do neurotransmissor. Em algumas sinapses, a corrente de cálcio pode ser medida diretamente por métodos eletrofisiológicos 6 , 7 , 8 . No caso da junção neuromuscular (NMJ), não se pode usar pinça direta e técnicas de grampo de tensão de dois eletrodos devido ao tamanho minúsculo das terminações nervosas. As gravações das correntes internas de Ca 2+ das terminações nervosas no NMJ podem ser feitas por eletrofícios indiretosMétodos 9 , 10 . No entanto, estes métodos requerem o pré-tratamento da sinapse pelos bloqueadores dos canais de iões de sódio e potássio. Os métodos ópticos não requerem a separação farmacológica das correntes iónicas no terminal nervoso e permitem gravações do influxo de Ca 2+ , desencadeadas por potenciais de ação e a elevação subseqüente de íons Ca 2+ no axoplasma 11 , 12 , 13 , 14 . Esses métodos são baseados em gravações de alterações na fluorescência de corantes sensíveis ao Ca 2 + específicos após a ligação de íons livres de Ca 2 + 15 , 16 , 17 , 18 , 19 . Os indicadores de Ca 2+ podem ser carregados no cAtravés de uma variedade de métodos, dependendo da finalidade do experimento. Os pesquisadores usam a aplicação do banho de formas de corante permeáveis ​​à membrana 20 , 21 , carregando através da pipeta 22 , ou microinjeção 23 , 24 , 25 . No entanto, todos esses métodos têm algumas limitações no caso do NMJ devido às suas peculiaridades em arquiteturas sinápticas. Para o NMJ, o método mais conveniente e bem sucedido é carregar o corante através do tronco nervoso, um método de preenchimento direto 26 , 27 , 28 , 29 . Esta técnica pode ser usada para carregar vários corantes de fluorescência nas terminações nervosas periféricas. Este método foi utilizado com sucesso para os terminais do nervo Drosophila 28 , o nervo do motor de lagarto28 e terminais do nervo do motor rã 17 , 26 , 27 , 30 . Dependendo do objeto em estudo, os detalhes metódicos podem variar. Uma micro-pipeta de vidro pode ser empregada para pequenos nervos das larvas 28 . Vários pesquisadores descreveram um método 27 , 28 em que uma extremidade recém-cortada de nervo inervando um músculo é imerso em um pré-cheio com um corante. A preparação é deixada por várias horas para absorver o corante. O corante é absorvido pelos axônios e transportado para os terminais do nervo. Neste artigo, descrevemos um método de carregar um indicador de fluorescência em terminais do nervo do motor de rã através do tronco nervoso. Nosso protocolo usa uma ponta de pipeta de plástico para a incubação do tecido com um corante. Também descrevemos como adquirir e analisar o traço de fluorescência de Ca 2+Nsients.

<table><tbody><tr><td>Indicador de Ca2+</td><td>Sondas Moleculares, EUA</td><td>Oregon Green 488 BAPTA-1 sal hexapotássico, O6806</td><td>500 &mu; g</td></tr><tr><td>Elastômero de Silicone</td><td>Dow Corning, EUA</td><td>Pipeta de elastômero</td><td></td>Sylgard 184</tr><tr><td></td><td>Biohit, Rússia</td><td>720210</td><td>0.5-10&micro; L</td></tr><tr><td>Ponta de pipeta</td><td>Fisher Scientific, EUA</td><td>02-707-175</td><td>10&micro; L</td></tr><tr><td>Ponta de pipeta</td><td>Biohit, Rússia</td><td>781349</td><td>10&micro; L</td></tr><tr><td>Lâmina de Barbear</td><td>Fisher Scientific, EUA</td><td>12-640</td><td></td></tr><tr><td>Minutien Pins</td><td>Ferramentas finas de cinco, Canadá</td><td>26002-20</td><td></td></tr><tr><td>Mini-tesoura de córnea</td><td>MT MEDI CORP, Canadá</td><td>S-1111</td><td></td></tr><tr><td>Pinça de joalheiro</td><td>MT MEDI CORP, Canadá</td><td>F-9610</td><td></td></tr><tr><td>Pinça de joalheiro</td><td>MT MEDI CORP, Canadá</td><td>F-9611</td><td></td></tr><tr><td>Modelagem produtor</td><td>local</td><td></td> de argila <td>pode ser substituído por qualquer produtor local</td></tr><tr><td>Produtor</td><td></td> local<td>de vaselina</td><td>pode ser substituído por qualquer produtor local</td></tr><tr><td>Microspin FV 2400&nbsp;</td><td>Biosan, Latva</td><td>BS-010201-AAA</td><td></td></tr><tr><td>Multi-spin MSC 3000</td><td>Biosan, Latva</td><td>BS-010205-AAN</td><td></td></tr><tr><td>Agulhas hipodérmicas de uso único</td><td>Bbraun</td><td>100 Sterican</td><td>0.4&times; 40mm</td></tr><tr><td>Syrynge</td><td>produtor</td><td></td> local <td>0,5 ml</td></tr><tr><td>HEPES&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich, EUA</td><td>H0887</td><td>Microscópio de 100ml</td></tr><tr><td>, BX51</td><td>Olympus, Japão</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sistema de aquisição de dados&nbsp;</td><td>Molecular Devices, software</td><td>Digitdata 1550</td><td></td>dos EUA</tr><tr><td></td><td>O protocolo Molecular Devices, software pClamp dos EUA</td><td>, versão 10</td><td>pode ser baixado em: http://kpfu.ru/portal/docs/F_230007060/Video.capture.with. RedShirt.Neuro.CCD.camera.pro</td></tr><tr><td>Banho e controle de temperatura do banho</td><td>Experimental Builder</td><td></td><td>pode ser substituído por qualquer câmara com controle de temperatura. Por exemplo, de https://www.warneronline.com/&nbsp;</td></tr><tr><td>Monocromador</td><td>Até Fotônica, Alemanha</td><td>Policromia V</td><td>não está mais disponível, pode ser substituído por outro&nbsp; &nbsp; fonte luminosa estável sutable software</td></tr><tr><td>do controle do monocromador</td> de 488 nanômetro <td>Até Photonics, imagem</td> latente de Redshirt da câmera do CCD de Alemanha <td>Polycon</td><td></td></tr> Digitas, sistemas <tr><td>isolados do estimulador do pulso do modelo 2100</td><td></td> do CCD SMQ dos EUA Neuro, software da aquisição dos EUA <td></td><td></td></tr><tr>para <td>a imagem latente de Redshirt da</td><td>câmera do CCD</td>, software <td></td><td>ImageJ da manutenção programada do turbocompressor</td> dos EUA</tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>National Institutes of Health, EUA</td><td></td><td>http://rsb.info.nih.gov/ij/download.html</td></tr><tr><td>Programa de planilha</td><td>Microsoft, EUA</td><td>Microsoft Office Excel&nbsp;</td><td></td></tr></tbody></table>

carregando uma tintura de cálcio em terminação de nervo de sapo através do coto nervoso: registro de transientes de cálcio na união neuromuscular de sapo

Loading a Calcium Dye into Frog Nerve Endings Through the Nerve Stump: Calcium Transient Registration in the Frog Neuromuscular Junction

Um dos métodos mais viáveis ​​de medir os níveis de cálcio pré-sinápticos nos terminais do nervo pré-sináptico é a gravação óptica. Baseia-se no uso de corantes fluorescentes sensíveis ao cálcio que alteram a intensidade de emissão ou o comprimento de onda dependendo da concentração de cálcio livre na célula. Existem vários métodos utilizados para colorir células com corantes de cálcio. Os mais comuns são os processos de carregamento de corantes através de uma micropipeta ou pré-incubação com as formas de ésteres de acetoximetilo das corantes. No entanto, esses métodos não são bastante aplicáveis ​​às junções neuromusculares (NMJs) devido a problemas metodológicos que surgem. Neste artigo, apresentamos um método para carregar um corante sensível ao cálcio através do tronco nervoso do nervo no nervo da rã nas terminações nervosas. Uma vez que a entrada de cálcio externo nos terminais nervosos e a subsequente ligação ao corante de cálcio ocorrem dentro da escala de tempo do milissegundo, é necessário usar um sistema de imagem rápido para registrar essas interaçõesNs. Aqui, descrevemos um protocolo para registrar o transiente de cálcio com uma câmera CCD rápida.

Após o carregamento do corante e após a estimulação do nervo motor, um aumento na amplitude do sinal fluorescente (Ca 2+ transitório) pode ser detectado nos terminais nervosos (ver Figura 2 ). Os parâmetros dos transientes de Ca 2+ são apresentados na Tabela 1 . Quantitativamente, os parâmetros dos transientes de Ca 2+ medidos em nosso estudo são próximos dos dados obtidos por outros cientistas em sinapses de animais de sangue frio 15 , 34 . Os parâmetros dos transientes de Ca 2+ dependem da taxa de ligação de Ca 2+ com o corante e a subsequente dissociação. A taxa de entrada de Ca 2 + na terminação do nervo, a interação com o corante e a difusão no citoplasma afetam o tempo de subida do transiente Ca 2+ . O tempo de decaimento do sinal fluorescente depende da afinidade do corante,A velocidade da interação do Ca 2+ com tampões intracelulares e a remoção por bombas de íons 35 . A análise de amplitude dos transientes de Ca 2+ pode ser utilizada para estudar a influência de várias substâncias na entrada de cálcio que participa na liberação do neurotransmissor 33 . <img alt="Figura 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55122/55122fig2.jpg" /> Figura 2 : Ca2 + médio Transiente medido no sapo NMJ. O transiente de Ca 2+ foi calculado com base na média de sinais de 13 NMJ de sapo. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55122/55122fig2large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior dessa figura.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> PicoΔF / F (%) </td><td> Tempo de ascensão 20% -80% (ms) </td><td> Τ (ms) </td></tr><tr><td> 12,6 ± 1,1 (n = 13) </td><td> 4,6 ± 0,5 (n = 13) </td><td> 115,3 ± 8,3 (n = 13) </td></tr></tbody></table> Tabela 1: Os parâmetros médios do transiente Ca 2+ . Os dados são apresentados como a média ± SE; N é o número de medidas em NMJs distintos. O pico ΔF / F é a amplitude média de ΔF / F.

Aqui, descrevemos um método para carregar um corante sensível ao cálcio através do coto nervoso do sapo nas terminações nervosas. Também apresentamos um protocolo para a gravação e análise de transientes de cálcio rápidos nas terminações nervosas periféricas.

Carregando uma tintura de cálcio em terminação de nervo de sapo através do coto nervoso: Registro de transientes de cálcio na união neuromuscular de sapo

One of the most feasible methods of measuring presynaptic calcium levels in presynaptic nerve terminals is optical recording. It is based on using ...

Olá, meu nome é Dimitry Samigullin, trabalho no laboratório de Biofísica dos Processos Sinápticos do Instituto de Bioquímica e Biofísica de Kazan, da Academia Russa de Ciências. Em nosso laboratório, estudamos diversas formas de sinalização de cálcio na Junção Neuromuscular. Um dos métodos mais acessíveis para medir o nível sináptico de cálcio é a gravação óptica.Aqui descrevemos o método de carregamento de um corante sensível ao cálcio, por meio de um coto nervoso, nas terminações nervosas do sapo. Além disso, apresentamos o protocolo para medir e analisar um amplo transiente de cálcio em terminais de sapos. Com este método, é possível estudar a influência de fármacos ativos no nível pré-sináptico de cálcio durante a atividade sináptica.Preparação da solução de carregamento com corante. O corante de cálcio Fluoresceína Oregon Green BAPTA é fornecido em 500 microlitros na forma de uma pequena quantidade de 500 microgramas de pó. Adicione 14 microlitros de solução contendo HEPES ao pó.Vortexione a solução de carregamento e centrifugue para misturar completamente. Envolva o frasco com a solução de carregamento com papel alumínio, para evitar exposição à luz. Armazene a solução de carregamento a menos 20 graus Celsius, em um congelador.Procedimento de carregamento com corante. Disseque um músculo peitoral cutâneo do animal. Monte o tecido dissecado em uma placa de Petri revestida com prata.Estique o tecido com pinos finos de aço inoxidável. Adicione solução de Ringer ao recipiente de Petri. Usando uma lâmina de barbear, corte um pequeno pedaço, de cerca de 2 milímetros, do tubo de pipeta de dez microlitros, a partir da extremidade fina.Prepare um pedaço de massinha para segurar a pipeta de preenchimento na placa de Petri. Conecte a pipeta de preenchimento a uma seringa plástica por meio de um tubo de silicone e adaptadores feitos de tubos de pipeta. Remova a solução de Ringer temporária da placa de Petri usando uma pipeta plástica.Preparação seca com uma seringa. Isso evitará a sucção da solução na pipeta de enchimento. Retire o frasco com a solução de carga do congelador e deixe descongelar à temperatura ambiente em local escuro.Com uma pin&ccedil;a fina e tesoura, sob controle visual e com microsc&oacute;pio est&eacute;ril, corte o nervo pr&oacute;ximo ao m&uacute;sculo. Deixe cerca de dois mil&iacute;metros de coto nervoso. Fixe a pipeta de enchimento com um tubo e a seringa no disco de Petri utilizando plasticina.Mova-o próximo ao ramo nervoso. Aspire suavemente o coto nervoso na pipeta de preenchimento. Remova o tubo de sucção da extremidade romba da pipeta de preenchimento.Seque o coto nervoso na pipeta de preenchimento com a seringa. Eleve a pipeta de preenchimento com o coto nervoso. Isole o coto nervoso do ambiente externo com vaselina.Mais uma vez, seque o coto nervoso na pipeta de preenchimento com a seringa. Aspire zero vírgula cinco microlitros da solução de carregamento utilizando uma pipeta com uma ponteira longa. Insira suavemente a ponteira da pipeta com a solução de carregamento dentro da pipeta de preenchimento.Ejete a mistura diretamente para o coto nervoso. Selle a extremidade aberta da pipeta de preenchimento com vaselina. Adicione uma pequena quantidade de solução na placa de Petri.Incube o preparo em temperatura ambiente, em local escuro e úmido, por cinco horas. Após o procedimento de incubação, retire o preparo e remova a pipeta de preenchimento com a solução de carregamento. Coloque o preparo em um banho e lave-o com solução de Ringer.Mantenha o banho com o preparado durante a noite na geladeira a uma temperatura de oito graus Celsius. Prepare o tecido para microscopia. Retire o preparado do banho.Monte a preparação em uma câmara revestida com prata e estique levemente o tecido. Lave o tecido com solução de Ringer fresca. Pegue o eletrodo de estimulação por sucção.Coloque o eletrodo de sucção de estimulação na câmara com sua ponta próxima à extremidade cortada do nervo. Puxe o nervo em direção ao eletrodo. A construção do eletrodo é descrita no artigo de Khazokoff, um link para o artigo está nos materiais.Fixe a câmara de preparação no estágio do microscópio. Coloque a sonda de temperatura. Conecte os tubos de entrada em um cabo de alimentação para o elemento Peltier na câmara de preparação.Coloque o tubo de saída na câmara de preparação. Ligue a bomba de perfusão. Ligue a unidade do controlador térmico.Defina a temperatura na unidade controladora para atingir 20 graus Celsius. Instale o escudo de proteção ultravioleta. Configure a duração do atraso e o período no estimulador.Conecte um fio do eletrodo de sucção ao estimulador. Ligue-o. Sob um objetivo de baixa ampliação, verifique a contração muscular ativando o estímulo.Encha o sistema de perfusão com uma solução de Ringer com baixo teor de cálcio e alto teor de magnésio. Ajuste a taxa de perfusão em cerca de dois mililitros por minuto. Substitua a objetiva por outra de 40 vezes de ampliação.Ligue o Polychrome V. Selecione o comprimento de onda de emissão e a iluminação em modo contínuo. Abra o obturador. Com o objetivo de 40 vezes de magnificação, em iluminação no modo de fluorescência, certifique-se de que os terminais estão carregados.Localize o terminal e foque nele. Os terminais nervosos carregados e os terminais nervosos motores bem carregados estão representados na figura. Captura de vídeo com câmera CCD Neuro vermelha-curta.Execute o software Turbo-SM. Selecione, Alterar Configurações. O número de quadros de entrada é 500.Digite o nome do experimento. A configuração básica é 1000 quadros por segundo. 80 por 80.Escolha o gatilho externo. Insira o tempo pré-gatilho. Menos dez milissegundos.Digite o número de repetições, 20. No software Polychrome, selecione o modo de iluminação por gatilho externo. Execute o software Clampex.Carregue o protocolo de estimulação. O protocolo está disponível para download na página do nosso laboratório no site da Universidade Federal de Kazan. Antes da gravação, capture um quadro escuro no software Turbo-SM.No cubo trinocular, selecione os níveis de troca de caminho de luz. Cem por cento para a câmera. Execute o protocolo de estimulação.Selecione a região de interesse e verifique o sinal. Em resposta à estimulação do nervo, registramos a alteração da intensidade da fluorescência, que reflete a entrada de cálcio na terminação nervosa. Análise dos dados.No software Turbo-SM, selecione o arquivo. Em seguida, selecione, arquivos médios. Selecione os arquivos.Digite o nome do arquivo médio e realize a média. Salve o arquivo médio como arquivo de ajuste. Selecione e salve como arquivo de ajuste.Digite o nome do arquivo e salve-o. Execute o Image J e abra os instrumentos abaixo: Análise, Ferramentas, Gerenciador de ROI.Localize o arquivo médio salvo no formato fit. Arraste e solte-o no ImageJ. Amplie a janela para obter uma melhor visualização. Selecione uma região retangular de interesse sobre o que você considera ser o fundo.Adicione ao gerenciador de ROI. No gerenciador de ROI, selecione Mais → Multi-medida. Carregue a média para baixo.Copie os dados e exporte para o Excel. No Excel, use a função média para calcular o valor médio do fundo para uma razão. Sem fechar o Excel, retorne ao Image J. Feche a janela com o cálculo do fundo sem salvar.Use o Gerenciador de ROI, exclua o desenho retangular do fundo. Abra o processo do instrumento, matemática, subtração. Insira o valor médio calculado do limiar a partir do Excel e subtraia o fundo das pilhas.Selecione uma região retangular de interesse ao redor de um terminal nervoso. Adicione-a ao Gerenciador de ROI. No Gerenciador de ROI, selecione mais, Medida múltipla, carregue para baixo, média.Copie e cole na janela do Excel. Utilize o instrumento de gráfico do Excel para plotar o gráfico. Selecione uma área plana antes de iniciar o sinal.Carregue o gráfico com os detalhes dos primeiros valores de fluorescência em repouso, até o início do sinal. Em seguida, determine o número de pontos para calcular a média dos valores de fluorescência em repouso. Calcule a média desses valores e, então, encontre o valor médio da fluorescência em repouso.Divida os sinais pela fluorescência no repouso. Subtraia um e multiplique por 100 por cento. Represente graficamente o sinal e calcule a amplitude do transitório de cálcio.Os parâmetros temporais dos sinais de fluorescência dependem da velocidade das reações direta e/ou reversa da formação do complexo cálcio-corante. O tempo de subida do sinal de cálcio representa a dinâmica da entrada de cálcio, sua difusão no terminal e a interação do cálcio com o corante.A decadência do transiente de cálcio depende da afinidade do corante, da taxa de tamponamento do cálcio e de sua remoção. A análise da amplitude do transiente de cálcio pode ser utilizada para estudar a influência de diferentes substâncias ativas na entrada de cálcio que participa da liberação de neurotransmissores. Esta técnica de carregamento é bastante adequada para a obtenção de imagens de alterações no cálcio citossômico.Com indicadores fluorescentes e com a estimulação única do nervo e a atividade sináptica rítmica. A análise da amplitude do transiente de cálcio pode ser utilizada para estudar a influência de diferentes substâncias na entrada de cálcio que participa da liberação de neurotransmissores. Há alguns pontos importantes aos quais desejamos prestar atenção.O procedimento de incubação inclui duas etapas: incubação em temperatura ambiente e na geladeira. É importante controlar o tempo de incubação com o corante em temperatura ambiente.Dependendo do comprimento do coto nervoso, do corante e da temperatura ambiente, o tempo de incubação pode variar. Se houver superexposição, os terminais pré-operatórios e as partes proximais, próximas ao coto nervoso, podem ficar sobrecarregados. Devido à longa incubação na geladeira, o corante é distribuído uniformemente ao longo das terminações nervosas.É essencial colocar o nervo na solução de carregamento do corante, dentro de alguns minutos após o corte, para permitir que o corante entre no nervo, já que intervalos de tempo mais longos resultam em carregamento ineficaz, provavelmente devido ao fechamento do nervo. Para reduzir a compartimentalização do corante, é possível utilizar a forma alongada do corante. É muito importante evitar a iluminação fluorescente prolongada do tecido, pois isso afeta sua sobrevivência.Utilizamos óptica Nomarski no canal de luz visível para procurar os terminais. Durante a gravação, limitamos o campo iluminado por meio do diafragma. A duração prolongada do processo de carregamento pode ser reduzida usando o obturador do nervo.Neste caso, pode-se usar um microdesvio de vidro.

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Research

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Neuroscience

Neurociência

O cálcio é um mensageiro onipresente no sistema nervoso, essencial para desencadear a liberação de neurotransmissores e as alterações na força sináptica. Aqui nós demonstramos uma técnica para carregar Ca 2 +-indicadores em terminais nervosos Drosophila. Nós também demonstram a fabricação dos aparelhos necessários e enfatizar os pontos críticos para o sucesso da técnica.

Carregando Drosophila terminais nervosos com indicadores de cálcio

Aqui apresentamos a metodologia para a rápida e de alta resolução de imagem sensíveis à voltagem corante fluorescente de atividade detalhada de neurônios no gânglio stomatogastric caranguejo.

Imagem óptica de neurônios no gânglio de Caranguejo Stomatogastric com Tensão sensível Corantes

Nós descrevemos uma técnica simples e de baixo custo para a introdução de elevada concentração de corantes fluorescentes e de cálcio sensíveis em neurónios ou qualquer tracto neuronal, utilizando uma pipeta de sucção de polietileno.

Carregando retrógrado de Nervos, folhetos, e raízes nervosas com corantes fluorescentes

Neste vídeo, as fibras nervosas das larvas de Drosophila são imersas em corante FM, que se liga aos lipídios da membrana celular. O microeletrodo de sucção e os pulsos elétricos estimulam o processo de endocitose, incorporando o corante FM em vesículas endocíticas recém-formadas. Este método, que visualiza estágios pré-sinápticos de neurotransmissão, é útil para estudar a função sináptica e a liberação de neurotransmissores.

Carga e descarga de corante FM mediada por microeletrodo em células nervosas de larvas de Drosophila

Fonte: Heredia, D. J., et. al. Imagem ex vivo da sinalização de cálcio específica da célula na sinapse tripartida do diafragma do camundongo. J. Vis. exp.}} (2018) Este vídeo demonstra imagens de fluorescência Caracterização da dinâmica do cálcio nas junções neuromusculares (NMJs) em um camundongo transgênico que expressa indicadores de cálcio geneticamente codificados. Um NJM é identificado por receptores de acetilcolina marcados com fluorescência no diafragma com o nervo frênico. Um divisor...

Imagem de fluorescência da dinâmica do cálcio nas junções neuromusculares no diafragma de um camundongo transgênico

Fonte: Zhilyakov, N. V. et. al., Registro de transientes de cálcio na junção neuromuscular de camundongo com alta resolução temporal usando microscopia confocal. J. Vis. Exp. (2021)Este vídeo demonstra a técnica de imagem de registro de transientes rápidos de cálcio nas terminações nervosas usando microscopia confocal. Ao estimular o nervo e capturar alterações de fluorescência de corantes de ligação ao cálcio, ele visualiza o influxo dinâmico de cálcio e a depuração na terminação nervosa,...

Imagem de transientes rápidos de cálcio em terminações nervosas de camundongos usando microscopia confocal

O sistema nervoso entérico (ENS) é uma rede de neurônios e glia localizada na parede intestinal que controla os reflexos intestinais. Este protocolo descreve métodos para registrar a atividade de neurônios entéricos e glia em preparações vivas de ENS usando imagens de Ca2+.

In Situ Ca 2+ Imagem do Sistema Nervoso Entérico

Aqui descrevemos um protocolo para medir e analisar as respostas de temperatura no bulbo olfatório de Xenopus laevis. Os neurônios receptores olfatórios e as células mitrais são corados diferencialmente, após o que as alterações de cálcio são registradas, refletindo uma sensibilidade de algumas redes neurais no bulbo às quedas de temperatura induzidas no nariz.

Gravação induzida pela temperatura actividade neuronal através de monitoramento das alterações de cálcio no bulbo olfativo de<em&gt; Xenopus laevis</em

Vesícula sináptica (SV) ciclismo é o mecanismo de núcleo de comunicação intercelular em sinapses neuronais. Liberação e absorção de corante de FM são o principal meio de análise quantitativa do SV endo e exocitose. Aqui, nós comparamos todos os métodos de estimulação para conduzir FM1-43 ciclismo da sinapse de modelo de junção neuromuscular (JNM) de Drosophila .

Tintura de FM ciclismo a sinapse: comparando a despolarização de potássio alto, elétrica e Channelrhodopsin estimulação

Dois métodos relacionados são descritos para visualizar eventos subcelulares necessários para transmissão sináptica. Esses protocolos permitem o monitoramento em tempo real da dinâmica do influxo de cálcio pré-sináptico e da fusão da membrana vesícula sináptica usando imagens de células vivas de neurônios in vitro cultivados.

Medição fluorescente em tempo real de funções sinápticas em modelos de esclerose lateral amiotrófica

O protocolo descreve o método de carregar um corante de cálcio fluorescente através do nervo cortado em terminais nervosos motores do rato. Além disso, é apresentado um método único para o registro de transintes rápidos de cálcio nas terminações nervosas periféricas usando microscopia confocal.

Registro de Transintes de Cálcio na Junção Neuromuscular do Rato com Alta Resolução Temporal utilizando Microscopia Confocal

Aprenda a carregar uma tintura de cálcio em terminações nervosas de sapo através do coto nervoso para registrar transientes de cálcio na junção neuromuscular. Este método permite estudar sinalização de cálcio e efeitos de drogas na transmissão sináptica.

Carregando uma tintura de cálcio em terminação de nervo de sapo através do coto nervoso: Registro de transientes de cálcio na união neuromuscular de sapo (Vídeo) | JoVE Journal

Carregando uma tintura de cálcio em terminação de nervo de sapo através do coto nervoso: Registro de transientes de cálcio na união neuromuscular de sapo

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