Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Biology
Click here for the English version

Biology

Kerevit Açıcı Kas NMJ Tarihsel ve Fizyolojisi gösteri

Published: November 9, 2009 doi: 10.3791/1595
Automatic Translation
1, 1
1Department of Biology, University of Kentucky

Summary

Kerevit bacak açıcı kas kas fenotip, sinaptik fizyolojisi ve plastisite tarihsel önemi ve deneysel çok yönlülük için sunulmuştur.

Abstract

Burada bazı kabuklu açacağı nöromüsküler (NMJ) hazırlanması ile yapılan önemli keşifler mevcut ve bu model hazırlama öğrenecek çok şey olduğunu göstermek. Bu NMJ hala pre-ve post-sinaptik fonksiyon ve plastisite ile ilgili soruları yanıtlamak için zengin bir oyun sunuyor neden bugün bile geçmişi anlamada bir takdir edebilirsiniz. Hücre içi gibi ekstrasellüler elektrofizyoloji ve görüntüleme için canlılığı ve terminal erişim kolaylığı önemli avantajlar. Yüksek ve düşük-çıkış terminalleri içinde veziküler kinetik ve füzyon modülasyon arkasındaki mekanizmalar soruşturma için yalvarıyor. Hazırlanması, örneğin kısa vadeli kolaylaştırma sırasında kalsiyum dinamikleri de, teorik modeller sinaptik fonksiyon anahtar değişkenleri incelemek için hesaplama değerlendirmeler ve manipülasyon için test edilebilir bir model sistem sunmaktadır. Sinaptik aktif bölge ve quantal serbest istatistiksel doğanın karmaşıklığı da hem deneysel hem de hesaplama gelecek soruşturma için açık bir konudur.

Protocol

Giriş

Kabuklu nöromüsküler kavşak, fizyoloji ve yıllar boyunca, özellikle sinaptik fizyolojisi için önemli katkılar sağladı. Diseksiyon ve canlılığı kolaylığı muhtemelen deneysel hazırlıkları gibi kabuklular kullanmak için erken anatomist ve daha sonra fizyolog terfi önemli faktörlerdir. Özellikle Kerevit en tatlı, akarsu ve göller gibi soğuk, tuzlu su ortamı gerektiren kabuklular ile karşılaştırıldığında bir laboratuar ortamında bakımı kolay kolay elde edilebilir.

1800'lerin sonuna doğru bir zoolog kalp özellikle kabuklu türleri (yani, crayfishes) aldı ve başlıklı bir kitap yazdı Kerevit ( TH Huxley , 1879). Bu metin, yıllardır bu organizmalar üzerinde rehber kitap olarak görev yaptı ve bugün hala yaşam öyküsü, anatomi ve fizyoloji ile ilgili crayfishes seçici kapsamlı bir kitap olarak selamlandı. Huxley tüm yönleriyle zooloji derinliklerine dalmak için bir model hayvan olarak kerevit izlenmiş, bu yüzden kitabın kapsamlı bir doğa. Fizyoloji geç 1880 Ringer, kurbağa kalbi preparatları (Ringer, 1882a, b) korumak için gerekli iyonların anlayışı ile çiçeklenme zamanlama avantajlı oldu. Bu büyük olasılıkla fizyolojik deneyler kerevit gibi diğer türlerin yanı sıra hızla ilerledi ki bir nedeni budur. Ayrıca tuzlu, kabuklu hazırlıklarını sürdürmek için 1936 yılında kamyonet Harreveld tarafından tarif edilmişti.

Şaşırtıcı kerevit bacaklarda açıcı kas innervasyonu aynı zamanda tarihin bu sefer (Biedermann, 1887) etrafında karakterize ediliyordu. Ama daha da şaşırtıcı fizyolojik çalışmalar zaten Fransa'da Charles Richet'nin tarafından kerevit kasları devam edildi. Aslında, kerevit deneyler muhtemelen nöromüsküler (NMJ) (ayrıca bkz. Richet'nin, 1881 Richet'nin, 1879) kolaylaştırma gösteren ilk olabilir. Önümüzdeki birkaç on yıl içinde kerevit NMJs gerginlik geliştirme ve anatomi (Van Harreveld ve Wiersma, 1936) ile ilgili anatomik ve fizyolojik olarak tarif ediliyordu.

Alanında farklı soru setleri adresine canlanmış keskin elektrotlar (Ling ve Gerard, 1949), hücre içi kayıt gelişi. Kabuklu kasları (Katz, 1949; Katz & Kuffler 1946 Wiersma, 1949) kademeli kasılmaları üretmek için bilinen, ancak 1953 yılına kadar Fatt ve Katz yengeç kas lifleri kısa vadeli kolaylaştırma transmembran potansiyelleri kaydedilen değildi.

Dudel ve bu kas Kuffler kolaylaştırma gösterdi ve 1. kez ortaya çıktığında, kerevit, bacaklarda açıcı kas 1961 yılında tekrar vurgulandı presinaptik inhibisyon fenomenler (1961a, b; Dudel, 1963, 1965a) . Ayrıca bu NMJ (1961b) sinaptik iletim quantal doğa bildirdi. Son 50 yıl içinde hazırlanması ve sinaptik fizyolojisi izlemek için kullanılan çeşitli teknikler verilen ilgi biraz olmuştur. Bu preparatın kullanan araştırmaların kısa bir görüntüsü üzerinde, tüm kas bir eksitatör ve seçici teşvik olabilir inhibitör akson tarafından innerve olduğunu belirterek ile başlar. Atwood (1964), eksitatör postsinaptik potansiyelleri, kas gerginliği kolaylaştırdı ve üretilen stimülasyon tren ile gösterdi. Iravani (1965), kas bölgeye bağlı olarak sinaptik yanıtları bölgesel farklılıklar bildirdi. Kısa bir süre sonra Dudel (1965a, b) açacağı sinir terminallerine boyunca potansiyeller kaydedilmiş ve nöromodülatör serotonin gelişmiş artırarak sinaptik iletim quantal içerik demek olduğunu göstermiştir.

Bu zamana kadar kabuklu kasların çeşitli amino asitler gibi GABA glutamat ve cevap verdiğini kurulmuştur (Van Harreveld ve Mendelson, 1959; Robbins, 1959; Kerkut ve ark, 1965). GABA inhibitör yanıtlar Florey (Bazemore ve ark, 1956, 1957) ve diğerleri (Boistel ve Fatt, 1958) tarafından tespit edilmiştir. Daha sonra GABA Kravtiz (Kravitz ve Potter, 1965 Kravitz, 1962; Kravitz ve ark, 1963a, b) tarafından izole edilmiş ve teyit edilmiştir ıstakoz açıcı preparatlar aksonlar.

Kerevit kaslar kolay erişilebilir hazırlıkları sadece teklif edildi ama bir tanımlanabilir motor nöronların fizyolojik ve yapısal düzeyde çeşitli postsinaptik tepkiler nasıl tek bir neden olabilir dersleri veriyor. Özellikle açıcı kas, tek bir eksitatör motor nöron tarafından innerve, ancak farklı yerlerde eksitatör postsinaptik potansiyelleri (EPSPS), dorsal yüzeysel lifleri 50 kat (Bittner, 1968a, b) üzerinde değişiklik ve ventral yüzeysel kadar 8 kat. lifler (Iravani, 1965).

"> Ile seminal kerevit açacağı NMJ kısa vadeli kolaylaştırma yanı sıra, uzun vadeli kolaylaştırma (LTF) (Sherman ve Atwood, 1971) ortaya koyduğu keşfetmek, bir tarafı olarak ele alınması gereken bu olayların mekanistik temellerinin. not, uzun vadeli potansiyasyonu (LTP) (Bliss ve L mo, 1973) kerevit NMJ olgusunun keşfi kaynak gösterilmeden omurgalı beynin iki yıl sonra keşfedildi. öznitelikleri odaklanmış birçok araştırmacılar, bu dönemden Atwood ve ark, 1994;. Zucker, 1973, 1974a, b; Bittner ve Sewell, 1976; Parnas ve ark, STF ve LTF hücresel mekanizmaları (Atwood, 1973, 1976, 1982 çalışma kerevitler açıcı NMJ 1982a, b, c, d; Dudel ve ark, 1983;. Vyshedskiy ve Lin, 1997a, b, c) Ayrıca açıcı kas çeşitli kas lifleri innerve tek bir motor nöron nasıl ortaya çıkmasına neden olabilir anlamak için bir odak noktası olmuştur gibi çeşitli sinaptik yanıtları (Linder, 1974; G ¨ nzel ve ark, 1993; Govind ve ark, 1994; Iravani, 1965; Atwood, 1967; Bittner, 1968a, b; Sherman ve Atwood, 1972; Zucker, 1974a; Parnas ve ark, 1982a; Zucker ve Haydon, 1988; Dudel, 1989a, b, c, d).

Diferansiyel sinaptik tepkileri hesaba Synaptic yapı ultrastrüktürel analizi (Jahromi ve Atwood, 1974) ile araştırılmalıdır. Aktivite nedeniyle iyonik farklılıklar önlemler Ca2 + ve Na + göstergelerin yanı sıra Ca2 + tamponlar (. Mulkey ve Zucker 1993; Winslow et al, 2002) aksonal enjeksiyonları ile araştırıldı olması için mümkün olan, ve bu akıları (Winslow terminal içinde modellenmiş olması. ve ark, 1994; Cooper ve ark, 1996b). Aktivitesi bağımlı uyarlamalar (Atwood ve ark, 1991) ve farmakolojik nöromodülatör reseptör alt tiplerinin (Dropic ve ark, 2005 belirlenmesi;. Ruffner ve ark, 1999; Sparks ve Cooper, 2004; kıvılcımlar ve ark, 2004; Tabor ve Cooper , 2002) etkisi sinaptik vezikül havuzları ve kinetiği (Logsdon ve ark, 2005; Southard ve ark, 2000;. kıvılcımlar ve ark, 2003) de ele alınması, yeni sorulara yol açmaktadır incelenmiştir . STF karşı açacağı NMJ sinaptik iletim membran depolarizasyon sırasında kalsiyum rolü kavramları görüşüne göre bazı farklılıklar (Hochner ve ark, 1989 Mulkey ve Zucker, 1991) yol açar.

Sinaptik gücü ve tek motor nöron kolaylaştırma, bölgesel farklılaşma, nispeten yakın zamanda ele alınması ve yerel presinaptik sinaptik yapısı değişiklikleri ve fizyoloji (Atwood ve ark, 1994 farklılıklar nedeniyle görünür olmuştur. Atwood ve Cooper, 1995, 1996a , b; Cooper ve ark, 1995b, 1996a, b). Elektron mikrografik çalışmalar ultrastrüktürel analizi varisler sinaptik bağlantıları çoğunluğu (Cooper ve ark, 1995b Florey ve Cahill, 1982) içerdiğini göstermiştir. Sinaptik yapısı (; Govind ve ark, 1994 Cooper ve ark, 1996a) karmaşıklığı nedeniyle, tek bir terminal uzunluğu boyunca sinaptik iletim gücü azalır. Sinaptik yapısında farklılıklar olabilir Ca2 farklılıkları + akını stimülasyon sırasında çeşitli frekanslarda (Cooper ve ark, 1995b, 1996b) açıklar.

Açıcı kas lifleri arasında kas fenotip ve biyokimya bölgesel farklılıklar vardır (G ¨ nzel ve ark, 1993; Mykles ve ark, 2002) bu yana bölgeye ayrılmıştır, gelişimsel düzenlenir kas fenotip açıklayabilir etkiler ve motor nöron (Mykles ve ark, 2002) bölgesel farklılıkları korur. Retrograd etkilerin fikir ıstakoz (Katz ve ark, 1993), kurbağa iskelet kası (Nudell ve Grinnell, 1983) incelenmiştir ve kerevit (Lnenicka ve Mellon, 1983) makul ikna edici bir kanıt. Olmuştur Terminalleri birbirinden mesafe 1cm den 10cm ölçebilirsiniz çünkü diğer terminaller etkileyen olmadan tek bir nöron terminalleri yerel düzenlemelere kabuklu motor nöronların mekansal oldukça mümkündür. Omurgalıların aksine, bir motor ünitesi de daha o bir omurgasızlar kas (Atwood, 1973 tarafından gözden). Tüm açıcı kas innervates excitor motor nöron da daha proksimal bacak segmentinde sedye kas innervates. Açıcı kas kas lifleri arasında Kolaylaştırma ölçümleri Ca2 istirahat düzeyleri ile ilişkili olabilir farklılıklar işbirliği muhtemelen sürüm + iyonları (Cooper ve ark, 2005b) ve / veya (Parnas ve ark. 1982a, b) olduğunu gösterdi

Yapısal karmaşıklığı açıcı kas terminalleri boyunca yüksek ve düşük-çıkış sinaps arasında farklılıklar acti alımı için saygı quantal imzalar için araştırıldıSTF sırasında sinaps arasında bölgeleri ve ancak bunun zor olduğu kanıtlanmıştır tespit (Lancaster ve ark, 2007; Viele ve ark, 2003, 2006). Sparks ve Cooper, 2004; yüksek ve düşük çıkış sinaps arasında veziküller Olası havuzları neromodulators düşük ve yüksek-çıkış terminalleri (Logsdon ve ark, 2005 ayırıcı etkileri var bilindiği gibi kinetik farklı düzenlenir ispat edecektir; Cooper ve ark, 2003).

50 veya 100 yıl önce olduğu gibi gelecekte kullanmak kerevit açacağı kas hazırlık açısından oldukça zengindir. Hazırlanması diğer pek çok sinaptik hazırlıkları ile kıyaslandığında hala çok cesur. Quantal tepkiler olabilir elektrofizyolojik yanı sıra, iyi tanımlanmış terminalleri çeşitli türleri vezikül dinamikleri görüntülü olarak sinaptik kişileri doğrudan kaydedildi. Hazırlık eksitatör ve inhibitör girişler için tanımlanabilen tek sinir hücresine sahip cazibesini kaybetmiş değil. Kerevit genetik manipülasyon için pratik olmama rağmen, çalışmalar Drosophila gibi sinaptik proteinlerin rolünü ele almak mümkündür. (O arkadaşları ve ark, 1999). Protein enjeksiyon çalışmaları ile incelenebilir Drosophila NMJs (Atwood ve Cooper, 1995, 1996a, b) sinaptik fonksiyon pek çok benzerlikler vardır. Birçok açıklamak; motor sinir terminalleri içinde sinaptik vezikül havuzları düzenleme STF sırasında kalsiyum düzenlemesi (Desai-Şah ve Cooper, 2009. Desai Shah ve ark, 2008) anlamak için de gelecekte soruşturma yanı sıra mekanik çalışmalar için zengin bir alandır sinaptik iletim temelleri kalan gizemleri.

Yöntemleri

Diseksiyon

6-10 cm, vücut uzunluğu ölçme Kerevit, Procambarus clarkii (Atchafalaya Biyolojik Supply Co, Raceland, LA), zorla ischiopodite segmentinde kısma birinci veya ikinci yürüyüş bacak otomatikleştiren ikna edilir.

Şekil 1
Biri dışında (lateral tarafı) diseksiyonu plaka üzerinde yukarı baktığından emin olabilirsiniz kadar etrafında bacak açın. Bu genellikle kemerli bir tarafı. Bir parça kağıt mendil bacak yerleştirilmesi bu indirimler yaparken hazırlık kolaylıkla açılabilir yardımcı olur.

Şekil 2

Bir neşter bıçak kesici ve tutucu ile keskin bir jilet, meropodite segment için bu rakam gösterilen desen ile kesme kadar manikür dağlamadan için kullanılır. Carpopodite eklem - Bakım meropodite ventral kesmek kadar dorsal distal kesmek için kullanılması gerekir. Şimdi bir yerde manikür bırakın.

Şekil 3

Şekil 4

Propodite manikür etch jilet neşter bıçağı ile sadece proksimal keser katılan diğer tarafta tekrarlayın bir tarafta propodite segment için yukarıdaki resimde gösterilen desen kesme ve kadar. Bakım açıcı kas içine kesmek için kullanılması gerekir. Bu bıçak manikür keserken yakın kas eğilerek tutarak yapılabilir. Ayrıca ventral kesmek için dorsal, ventral tarafta etrafında bağlayan, çok dar ve kolay kırılan ortak bağlantı olarak proksimal kesmek için dikkatli olun. Şimdi bir yerde manikür bırakın.

Şekil 5

Hazırlıkları tuzlu su içine konulmalıdır. Bu diseksiyon çanak alt Sylgard (Dow Corning) kaplama (1cm kalınlığında) olmalıdır. Sylgard böcek pimleri hala hazırlık tutmak için içine sıkışmış olabilir kullanılır. Bu noktada meropodite yapılan pencere, kesim içinde, dorsal kaudal köşesinde bir pin sopa.
(# 5) distal ucu ince cımbız ile manikür hafifçe kaldırın ve ustura ile, distal proksimal şekilde kesim fleksör kas lifleri kesmek, manikür dan uzakta. Manikür off pencere kaldırın.

Şekil 6

Şekil 7

Carpopodite eklem (aşağıda gösterilen) - Şimdi meropodite apodeme (tendon) kesti. Kesim yapmadan önce bacak boşluğu uzak tendon çekin ve sadece tendon ve tendon iç tarafında ana bacak sinir kesmek için çok dikkatli olun. Cımbız ile kesildi tendon Pinch fleksör kas ve kaudal yönde çekerek koparmak. Şimdi ana bacak sinir ve ekstansör kas maruz kalmaktadır.

Şekil 8

Propodite segment geçin ve şimdi propodite dactylop kesilmişeklem odite. Burada yakın tendon, belki de manikür eki kesilmiş. Kaudal bölgede bağlı kas görülebilmesi için, aşağı ve geri kaudal propodite ventral (yakın kas tarafı) segmentinde çekin. Jilet ile bu kaslar kesin. Açıcı kas motor sinir dalı kesme eklem ve risk çok yakın kas kesmek için dikkatli olun. Açıcı kas tuzlu maruz kalmaktadır.

Şekil 9

Şekil 10

Eksitatör ve inhibitör motor nöron içeren açıcı kas sinir demetleri izole etmek için meropodite bölgeye dönün. Meropodite segmentinin en kaudal bölgede bacak sinir demeti genellikle ayrı bir sinir demeti içerir. Dorsal demet ince makas olabilir transeksiyon iki demetleri görülebileceği Bu kısa bir bölgedir. # 5 cımbız ile kesim sonunda yakalandı ve yaklaşık yarısı meropodite segment uzunluğu ulaşılana kadar yavaşça distalde çekti. Bu uzun sinir dalı eksitatör açıcı sinir içerir ve sinirlerin daha büyük bir paket açacağı kas inhibitör motor nöron içerir.

Şekil 11

Şekil 12

Şekil 13

Meropodite segmentinde hazırlanması artık bir böcek pin meropodite dorsal ile konabilir böyle bir çapraz şekilde kesilir. Bu gözlemci (aşağıda gösterildiği gibi) karşı karşıya olduğu açıcı kas ventral konumlandırır.

Şekil 14

Şekil 15

Şekil 16

Blokları bakış açıcı kas propodite boşluğunun manikür ve dışarı karşı lifler basarak silinebilir, yakın kas kalan lifleri. Bazen bir bağ dokusu dikkatle # 5 cımbız kullanarak silinebilir açıcı kapsar. Açıcı kas boyunca uzanan ve dactylopodite gider ana bacak sinir dactylopodite ortak ya da sadece ince cımbız ile çekti başlangıç ​​ya da kesilebilir. Bu ana bacak sinir ve bazen açık ilişkili kan damarı açıcı kas uzunluğu için bir proksimal yönde hafifçe çekilebilir ve daha sonra kesip.

Şekil 18

Şimdi açıcı kas doku, hücre içi bir elektrot veya odak macropatch elektrot şekilde almak için herhangi bir olmadan maruz kalmaktadır.

Şekil 19

Eksitatör sinir açıcı kas uyarmak amacıyla hazırlanması artık bir plastik emme elektrot ile tasarlanmış bir kayıt odasına taşınır. Odasına inşa uyarıcı elektrot uyarıcı elektrot yerleştirmek için bir micromanipulator kullanmak zorunda önler. Kayıt çanak hazırlık Pin ve eksitatör sinir emme elektrot içeren sinir dalı yere.

Şekil 20

Şekil 21

(Alınan Mykles, DL, Medler, SA, Koenders, A., ve Cooper, RL (2002) Myofibrillar protein izoform ifade kerevit ve istakoz pençe ve bacak açıcı kasları yavaş lifler sinaptik etkinliği ile ilişkili Dergisi. Deneysel Biyoloji 205 (4): 513-522).

Tuzlu

(5.3 KCl 13.5 CaCl2.2H2O 2.45 MgCl2.6H2O; pH 7.4 'e ayarlanmış 5 Hepes 205 NaCl mM) Dissected hazırlıkları kerevit serum fizyolojik, modifiye Van Harreveld çözümü korunur.

Kayıt intrasellüler EPSPS

Uyarılmış bir yanıt ortaya çıkarmak için, eksitatör akson seçici bir Çim stimülatörü tarafından uyarılır. Açıcı kas bir bölge, 3 M KCl ile dolu, keskin intrasellüler elektrot (20 ila 30 mOhm direnci) kazığa. Standart bir kafa sahne ve amplifikatör hücre içi kayıt için kullanılabilir; ancak biz (Moleküler Aygıtlar, Sunnyvale, CA, USA) bir model 2B Axonclamp amplifikatör ve 1 X LU baş sahne. Kısa vadeli kolaylaştırma (STF) veya istenilen yanıtları çeşitli tip uyaran değişen elde edilebilir. STF eksitatör sinir, bir tren, sırasıyla 10 veya 20 saniyelik aralıklarla, 10 veya 20 bakliyat vererek elde edilir. Tren içinde stimülasyon frekansı (40, 60 ve 80 Hz) çeşitli olabilir. Intracellular EPSP kayıtları, bu standart prosedürler rutin yapılmaktadır (Crider & Cooper, 1999, 2000; Cooper ve ark 1995b; Dudel, 1983; Sparks ve Cooper, 2004; Desai-Şah ve Cooper, 2009) .

Merkezi, distal ve proksimal: açıcı kas genel olarak üç bölgeye ayrılmıştır. Tüm açık kas tek bir motor nöron tarafından innerve olmasına rağmen, NMJs yapısal olarak farklıdır ve bu üç genel bölgeler (Cooper ve ark. 1995a, b) sinaptik etkinliği bölgesel farklılıklar var. Kas lifi fenotipi türü de (Mykles ve ark 2002) bu bölgelerde farklı olduğu gösterilmiştir. Bu nedenlerden ötürü, kolayca hazırlıkları arasında tutarlılık olarak belirli beri en distal lifler kullanılır.

Şekil 22

Doğrudan sinir terminal tanımlanabilir bölgeler üzerinde odak quantal EPSPS Kaydı

Sinaptik varisler (5 mcM, 5 dakikalık tedavi, Cooper ve ark, istihdam edilen konsantrasyonlarda ve zaman zaman, sinaptik iletim etkilemez hayati boya 4-Di-2-Asp (Magrassi ve ark, 1987) ile görüntülendi . , 1995b). Floresan mikroskobu ile lümen, bir makro-yama kayıt elektrot (Cooper ve ark, 1995c. St ¨ hmer ve ark, 1983) tek bir izole varisler üzerinde doğrudan yerleştirilmiş olabilir. Sinir terminali uyandırmak için, yukarıda da belirtildiği gibi eksitatör motor sinir uyarılır. Spontan yanı sıra uyarılmış quantal yanıtları yavaşça lümen düşürücü ve her varisler üzerine yükselterek, görüntülenmiştir varisler dize boyunca kaydedilebilir.

Sinaptik potansiyeller, esas olarak, 1981 Dudel tarafından açıklanan bir makro-yama elektrot ile kaydedilir Wojtowicz ve ark . (1991) ve Mallart (1993). Kimax cam çekti (dış çap: 1.5 mm) ve 10 ila 20 mm arasında değişen iç çaplarda yama ipuçları üretmek için yangın cilalanmış. Elektrot lümen banyo orta ile doludur. Amplifikatör, yukarıda belirtilen hücre içi kayıtları için kullanılan aynı. Elektrot ve sızdırmazlık direnci test akımı elektrot ile bakliyat geçerek tespit edilebilir. Mühür dirençleri M0hm 0.3 ile 1.0 arasında değişmekteydi ve elektrot direnci 0,5 ila 1,0 M.0 arasında değişmekteydi. Seal direnç kayıt boyunca izlenebilir.

Quantal olaylar doğrudan sayım düşük stimülasyon frekansları ile mümkündür. Her uyarılmış yanıt için, quantal olayların sayısı tespit edilebilir. Yanıtların bir dizi için, toplam sayıları quantal olayların ardından bu direk sayımı dayalı ortalama quantal içeriğini tahmin etmek sayılır. Hesaplamak quantal içerik anlamına bir yaklaşım (del Castillo ve Katz, 1954) yanıtlarının toplam sayısı quanta ve bölme toplam sayısı alıyor. EPSPS tepe genlik veya alanı (Cooper ve ark, 1995b) de dayalı birini kullanabilirsiniz diğer yaklaşımlar vardır.

References

  1. Atwood, H. L. γ -aminobutyric acid and crab muscle fibres. Experientia (Basel). 20, 161-163 (1964).
  2. Atwood, H. L. Variation in physiological properties of crustacean motor synapses. Nature. 215, 58-58 (1967).
  3. Atwood, H. L. An attempt to account for the diversity of crustacean muscles. Am. Zool. 13, 357-378 (1973).
  4. Atwood, H. L. Organization and synaptic physiology of crustacean neuromuscular systems. Prog. Neurobiol. 7, 291-391 Forthcoming.
  5. Atwood, H. L. Synapses and neurotransmitters. The Biology of Crustacea. Sandeman, H. L., Atwood, D. C. 3, Academic Press, Inc. New York. 105-150 (1982).
  6. Atwood, H. L., Cooper, R. L. Functional and structural parallels in crustaceans and Drosophila neuromuscular systems. Am. Zool. 35, 556-565 (1995).
  7. Atwood, H. L., Cooper, R. L. Assessing ultrastructure of crustacean and insect neuromuscular junctions. J. Neurosci. Meth. 69, 58-58 (1996).
  8. Atwood, H. L., Cooper, R. L. Synaptic diversity and differentiation: Crustacean neuromuscular junctions. Invertebrate Neurosci. 1, 291-307 (1996).
  9. Atwood, H. L., Cooper, R. L., Wojtowicz, J. M. Non-uniformity and plasticity of quantal release at crustacean motor nerve terminals. Advances in Second Messenger and Phosphoprotein Research. Molecular and Cellular Mechanisms of Neurotransmitter Release. Stjärne, L., Greengard, P., Grillner, S. E., Hökfelt, T. G. M., Ottoson, D. R. , Raven Press. New York. 363-382 (1994).
  10. Atwood, H. L., Nguyen, P. V., Mercier, A. J. Activity-dependent adaptation in neuromuscular systems: comparative observations. Plasticity of Motoneural Connections. , Elsevier. 101-114 (1991).
  11. Bazemore, A., Elliott, K. A. C., Florey, E. Factor I and γ -aminobutyric acid. Nature. 178, 1052-1053 (1956).
  12. Bazemore, A. W., Elliott, K. A. C., Florey, E. Isolation of Factor I. J. Neurochem. 1, 334-339 (1957).
  13. Biedermann, W. Beiträge zur allgemeinen Nerven- und Muskelphysiologie. Zwanzigste Mittheilung. über die Innervation der Krebsschere. Sitz. Berlin D. Akad. Wiss. Wien, Math. Naturwiss. Kl. Abt. III. 95, 7-40 (1887).
  14. Bittner, G. D. Differentiation of nerve terminals in the crayfish opener muscle and its functional significance. J. Gen. Physiol. 51, 731-758 (1968).
  15. Bittner, G. D. The differentiation of crayfish muscle fibers during development. J. Exp. Zool. 167, 439-456 (1968).
  16. Bittner, G. D., Sewell, V. L. Facilitation at crayfish neuromuscular junctions. J. Comp. Neurol. 109, 287-308 (1976).
  17. Bliss, T. V. P., Lomo, T. Long-lasting potentiation of synaptic transmission in the dentate area of the anaesthetized rabbit following stimulation of the perforant path. J. Physiol. 232, 357-374 (1973).
  18. Boistel, J., Fatt, P. Membrane permeability change during inhibitory transmitter action in crustacean muscle. J. Physiol. 144, 176-191 (1958).
  19. Cooper, R. L., Dönmezer, 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).
  20. Cooper, R. L., Hampson, D., Atwood, H. L. Synaptotagmin like expression in the motor nerve terminals of crayfish. Brain Res. 703, 214-216 (1995).
  21. Cooper, R. L., Harrington, C. C., Marin, L., Atwood, H. L. Quantal release at visualized terminals of a crayfish motor axon: Intraterminal and regional differences. J. Comp. Neurol. 375, 583-600 (1996).
  22. Cooper, R. L., Marin, L., Atwood, H. L. Synaptic differentiation of a single motor neuron: Conjoint definition of transmitter release, presynaptic calcium signals and ultrastructure. J. Neurosci. 15, 4209-4222 (1995).
  23. 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. Meth. 61, 67-79 (1995).
  24. Cooper, R. L., Winslow, J., Govind, C. K., Atwood, H. L. Synaptic structural complexity as a factor enhancing probability of calcium mediated transmitter release. J. Neurophysiol. 75, 2451-2466 (1996).
  25. Crider, M. E., Cooper, R. L. The importance of the stimulation paradigm in determining facilitation and effects of neuromodulation. Brain Research. 842, 324-331 (1999).
  26. Crider, M. E., Cooper, R. L. Differentially facilitation of high- and low-output nerve terminals from a single motor neuron. J. of Applied Physiology. 88, 987-996 (2000).
  27. Del Castillo, J., Katz, B. Quantal components of the end-plate potential. J. Physiol. (Lond). 124, 573-57 (1954).
  28. Desai-Shah, M., Cooper, R. L. Different mechanisms of Ca2+ regulation that influence synaptic transmission: comparison between Crayfish and Drosophila NMJs. SYNAPSE. , In Press (2009).
  29. 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. Open Neurosci. J. 2, 24-35 (2008).
  30. Dropic, A. J., Brailoiu, E., Cooper, R. L. Presynaptic mechanism of action induced by 5-HT in nerve terminals: Possible involvement of ryanodine and IP3 sensitive Ca2+ stores. Comp. Biochem. Phys. A. 142, 355-361 (2005).
  31. Dudel, J. Presynaptic inhibition of the excitatory nerve terminal in the neuromuscular junction of the crayfish. Pflügers Arch. ges. Physiol. 277, 537-557 (1963).
  32. Dudel, J. The mechanism of presynaptic inhibition at the crayfish neuromuscular junction. Pflügers Arch. 284, 66-80 (1965).
  33. Dudel, J. Potential changes in the crayfish motor nerve terminal during repetitive stimulation. Pflügers Arch. 282, 323-337 (1965).
  34. Dudel, J. Graded or all-or-nothing release of transmitter quanta by local depolarization of nerve terminals on crayfish muscle. Pflügers Arch. 398, 155-164 (1983).
  35. Dudel, J. Calcium dependence of quantal release triggered by graded depolarization pulses to nerve terminals on crayfish and frog muscle. Pflügers Arch. 415, 289-298 (1989).
  36. Dudel, J. Shifts in the voltage dependence of synaptic release due to changes in the extracellular calcium concentration at nerve terminals on muscle of crayfish and frogs. Pflügers Arch. 415, 299-303 (1989).
  37. Dudel, J. Calcium and depolarization dependence of twin-pulse facilitation of synaptic release at nerve terminal of crayfish and frog muscle. Pflügers Arch. 415, 304-309 (1989).
  38. Dudel, J. Twin pulse facilitation in dependence on pulse duration and calcium concentration at motor nerve terminals of crayfish and frog. Pflügers Arch. 415, 310-315 (1989).
  39. Dudel, J. The effect of reduced calcium on quantal unit current and release at the crayfish neuromuscular junction. Pflügers Arch. 391, 35-40 (1981).
  40. Dudel, J., Franke, C., Hatt, H. Rapid activation and desensitization of transmitter-liganded receptor channels by pulses of agonists. Ion Channels. Narahashi, T. 3, Plenum Press. New York. 207-260 (1992).
  41. Dudel, J., Kuffler, S. W. The quantal nature of transmission and spontaneous miniature potentials at the crayfish neuromuscular junction. J. Physiol. (Lond). 155, 529-52 (1961).
  42. Dudel, J., Parnas, I., Parnas, H. Neurotransmitter release and its facilitation in crayfish muscle. VI. Release determined by both intracellular calcium concentration and depolarization of the nerve terminal. Pflügers Arch. 399, 1-10 (1983).
  43. Fatt, P., Katz, B. Distributed 'endplate potentials' of crustacean muscle fibres. J. exp. Biol. 30, 433-439 (1953).
  44. Florey, E., Cahill, M. A. The innervation pattern of crustacean skeletal muscle. Cell Tissue Res. 224, 527-541 (1982).
  45. Govind, C. K., Pearce, J., Wojtowicz, J. M., Atwood, H. L. Strong and weak synaptic differentiation in the crayfish opener muscle: structural correlates. Synapse. 16, 45-58 (1994).
  46. Günzel, D., Galler, S., Rathamayer, W. Fibre heterogeneity in the closer and opener muscles of the crayfish walking legs. J. Exp. Biol. 175, 267-281 (1993).
  47. He, P., Southard, R. C., Whiteheart, S. W., Cooper, R. L. Role of alpha-SNAP in promoting efficient neurotransmission at the crayfish neuromuscular junction. J. Neurophysiol. 82, 3406-3416 (1999).
  48. Hochner, B., Parnas, H., Parnas, I. Membrane depolarization evokes neurotransmitter release in the absence of calcium entry. Nature. 342 (6248), 433-435 (1989).
  49. Huxley, T. H. The crayfish an introduction to the study of zoology. , Series Landmarks of Science. C. Kegan Paul. London. (1880).
  50. Iravani, J. Membrandepolarisation der Muskelfasern des öffnermuskels des Flusskrebses auf Nervenreiz und Kaliumapplikation. Experientia. 21, 609-610 (1965).
  51. Jahromi, S. S., Atwood, H. L. Three-dimensional ultrastructure of the crayfish neuromuscular apparatus. J Cell Biol. 63, 599-613 (1974).
  52. Katz, B. Neuro-muscular transmission in invertebrates. Biol. Rev. 24, 1-20 (1949).
  53. Katz, B., Kuffler, S. W. Excitation of the nerve-muscle system in crustacea. Proc. R. Soc. Lond. B. 133, 374-389 (1946).
  54. Katz, P. S., Kirk, M. D., Govind, C. K. Facilitation and depression at different branches of the same motor axon: evidence for presynaptic differences in release. J. Neurosci. 13 (7), 3075-3089 (1993).
  55. Kerkut, G. A., Leake, L. D., Shapira, A., Cowan, S., Walker, R. J. The presence of glutamate in nerve-muscle perfusates of Helix. Carcinus and Periplaneta. Comp Biochem Physiol. 15 (4), 485-502 (1965).
  56. Kravitz, E. A. Enzymic formation of gamma-aminobutyric acid in the peripheral and central nervous system of lobsters. J Neurochem. 9, 363-370 (1962).
  57. Kravitz, E. A., Kuffler, S. W., Potter, D. D., Vangelder, N. M. Gamma-aminobutyric acid and other blocking compounds in Crustacea. II. Peripheral nervous system. J. Neurophysiol. 26, 729-738 (1963).
  58. Kravitz, E. A., Kuffler, S. W., Potter, D. D. Gamma-aminobutyric acid and other blocking compounds in Crustacea. III. Their relative concentrations in separated motor and inhibitory axons. J Neurophysiol. 26, 751-75 (1963).
  59. Kravitz, E. A., Molinoff, P. B., Hall, Z. W. A comparison of the enzymes and substrates of gamma-aminobutyric acid metabolism in lobster excitatory and inhibitory axons. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 54, 778-782 (1965).
  60. Kravitz, E. A., Potter, D. D. A further study of the distribution of -aminobutyric acid between excitatory and inhibitory axons of the lobster. J. Neurochem. 12, 323-328 (1965).
  61. Lancaster, M., Viele, K., Johnstone, A. F. M., Cooper, R. L. Automated classification of evoked quantal events. J. Neurosci. Meth. 159, 325-336 (2007).
  62. Lnenicka, G. A., Mellon, D. Jr Changes in electrical properties and quantal current during growth of identified muscle fibres in the crayfish. J. Physiol. 345, 261-284 (1983).
  63. Linder, T. M. The accumulative properties of facilitation at crayfish neuromuscular synapses. J. Physiol., Lond. 238, 223-234 (1974).
  64. Ling, G., Gerard, R. W. The normal membrane potential of frog sartorius fibers. J. Cell. Comp. Physiol. 34, 383-396 (1949).
  65. Logsdon, S., Johnstone, A. F. M., Viele, K., Cooper, R. L. The regulation of synaptic vesicles pools within motor nerve terminals during short-term facilitation and neuromodulation. J. Applied Physiol. 100, 662-671 (2005).
  66. Magrassi, L., Purves, D., Lichtman, J. W. Fluorescent probes that stain living nerve terminals. J. Neurosci. 7, 1207-1214 (1987).
  67. Mallart, A. Calcium dependent modulation of the facilitation of transmitter release at neuromuscular junctions of Drosophila. J. Physiol. (Paris). 87, 83-88 (1993).
  68. Mulkey, R. M., Zucker, R. S. Action potentials must admit calcium to evoke transmitter release. Nature. 350, 152-155 (1991).
  69. Mulkey, R. M., Zucker, R. S. Calcium released by photolysis of DM-nitrophen triggers transmitter release at the crayfish neuromuscular junction. J. Physiol. 462, 243-260 (1993).
  70. 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 lobster. J. Exp. Bio. 205, 513-522 (2002).
  71. Nudell, B. M., Grinnell, A. D. Regulation of synaptic position, size, and strength in anuran skeletal muscle. J Neurosci. 3 (1), 161-176 (1983).
  72. Parnas, H., Dudel, J., Parnas, I. Neurotransmitter release and its facilitation in crayfish. I. Saturation kinetics of release and of entry and removal of calcium. Pflügers Arch. 393, 1-14 (1982).
  73. Parnas, I., Parnas, H., Dudel, J. Neurotransmitter release and its facilitation in crayfish muscle. II. Duration of facilitation and removal processes of calcium from the terminal. Pflügers Arch. 393, 323-326 (1982).
  74. Parnas, H., Dudel, J., Parnas, I. Neurotransmitter release and its facilitation in crayfish. IV. The effect of Mg2+ ions on the duration of facilitation. Pflügers Arch. 395, 1-5 (1982).
  75. Parnas, I., Parnas, H., Dudel, J. Neurotransmitter release and its facilitation in crayfish muscle. V. Basis for synapse differentiation of the fast and slow type in one axon. Pflügers Arch. 395, 261-270 (1982).
  76. Robbins, J. The excitation and inhibition of crustacean muscle by amino acids. J. Physiol. 148, 39-50 (1959).
  77. Richet, C. Contribution a la physiologic des centres nerveux et des muscles de l'ecrevisse. Arch. de Physiol. 6, 263-523 (1879).
  78. Physiologie des muscles et des nerfs. Le ons prof sees la Facult de m decine en 1881, par Charles Richet. Paris, G. Bailli re. , (1881).
  79. Ringer, S. Regarding the action of hydrate of soda, hydrate of ammonia, and hydrate of potash on the ventricle of the frog's heart. J. Physiol. 3, 195-202 (1882).
  80. Ringer, S. Concerning the influence exerted by each of the constituents of the blood on the contraction of the ventricle. J. Physiol. 3, 380-393 (1882).
  81. Ruffner, M. E., Cromarty, S. I., Cooper, R. L. Depression of synaptic efficacy in Drosophila neuromuscular junctions by the molting hormone (20-Hydroxyecdysone). J. Neurophysiol. 81, 788-794 (1999).
  82. Sherman, R. G., Atwood, H. L. Synaptic facilitation: Long term neuromuscular facilitation in crustaceans. Science. 171, 1248-1250 (1971).
  83. Sherman, R. G., Atwood, H. L. Correlated electrophysiological and ultrastructural studies of a crustacean motor unit. J. Gen. Physiol. 59, 586-615 (1972).
  84. Sparks, G., Cooper, R. L. 5-HT offsets homeostasis of synaptic transmission during short-term facilitation. J. Applied Physiol. 96, 1681-1690 (2004).
  85. Sparks, G. M., Dasari, S., Cooper, R. L. Actions of MDMA at glutamatergic neuromuscular junctions. Neurosci. Res. 48, 431-438 (2004).
  86. Sparks, G. M., Brailoiu, E., Brailoiu, C., Dun, N. J., Tabor, J., Cooper, R. L. Effects of m-CPP in altering neuronal function: Blocking depolarization in invertebrate motor & sensory neurons but exciting rat sensory neurons. Brain Res. 969, 14-26 (2003).
  87. Southard, R. C., Haggard, J., Crider, M. E., Whiteheart, S. W., Cooper, R. L. Influence of serotonin on the kinetics of vesicular release. Brain Res. 871, 16-28 (2000).
  88. Stühmer, W., Roberts, W. S., Almers, W. The loose patch clamp. Single channel recordings. Sakmann, B., Neher, E. , Plenum Press. New York. 123-132 (1983).
  89. Tabor, J., Cooper, R. L. Physiologically identified 5-HT2 -like receptors at the crayfish neuromuscular junction. Brain Res. 932, 91-98 (2002).
  90. Van Harreveld, A., Mendelson, M. Glutamate-induced contractions in crustacean muscle. J. Cell Comp. Physiol. 54, 85-94 (1959).
  91. Van Harreveld, A. A physiological solution for freshwater crustaceans. Proc. Soc Exp. Biol. Med. 34, 428-432 (1936).
  92. Van Harreveld, A., Wiersma, C. A. G. The Triple Innervation of the Crayfish Muscle. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 22 (11), 667 (1936).
  93. Viele, K., Lancaster, M., Cooper, R. L. The self-modeling structure of evoked post-synaptic potentials. Synapse. 60, 32-44 (2006).
  94. Viele, K., Stromberg, A., Cooper, R. L. Determining the number of release sites within the nerve terminal by statistical analysis of synaptic current characteristics. Synapse. 47, 15-25 (2003).
  95. Vyshedskiy, A., Lin, J. -W. Study of the inhibitor of the crayfish neuromuscular junction by presynaptic voltage control. J. Neurophysiol. 77, 103-115 (1997).
  96. Vyshedskiy, A., Lin, J. -W. Activation and detection of facilitation as studied by presynaptic voltage control at the inhibitor of the crayfish opener muscle. J. Neurophysiol. 77, 2300-2315 (1997).
  97. Vyshedskiy, A., Lin, J. -W. Change of transmitter release kinetics during facilitation revealed by prolong test pulses at the inhibitor of the crayfish opener muscle. J. Neurophysiol. 78, 1791-1799 (1997).
  98. Wiersma, C. A. G. Synaptic facilitation in the crayfish. J. Neurophysiol. 12, 267-275 (1949).
  99. Winslow, J. L., Duffy, S. N., Charlton, M. P. Homosynaptic facilitation of transmitter release in crayfish is not affected by mobile calcium chelators: implications for the residual ionized calcium hypothesis from electrophysiological and computational analyses. J. Neurophysiol. 72, 1769-1793 (1994).
  100. Winslow, J. L., Cooper, R. L., Atwood, H. L. Sodium in presynaptic nerve terminals in response to stimulation. J. Neurosci. Meth. 118, 163-175 (2002).
  101. Wojtowicz, J. M., Smith, B. R., Atwood, H. L. Activity-dependent recruitment of silent synapses. Ann. NY Acad. Sci. 627, 169-179 (1991).
  102. Zucker, R. S. Changes in the statistics of transmitter release during facilitation. J. Physiol., Lond. 229, 787-810 (1973).
  103. Zucker, R. S. Crayfish neuromuscular facilitation activated by constant presynaptic action potentials and depolarizing pulses. J. Physiol. (Lond). 241, 69-89 (1974).
  104. Zucker, R. S. Characteristics of crayfish neuromuscular facilitation and their calcium dependence. J. Physiol., Lond. 241, 91-110 (1974).
  105. Zucker, R. S., Haydon, P. G. Membrane potential has no direct role in evoking neurotransmitter release. Nature. 335, 360-362 (1988).

Tags

Hücresel Biyoloji Sayı 33 omurgasız NMJ sinaps quanta vezikül
Kerevit Açıcı Kas NMJ Tarihsel ve Fizyolojisi gösteri
Play Video
PDF DOI

Cite this Article

Cooper, A. S., Cooper, R. L.… More

Cooper, A. S., Cooper, R. L. Historical View and Physiology Demonstration at the NMJ of the Crayfish Opener Muscle. J. Vis. Exp. (33), e1595, doi:10.3791/1595 (2009).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter