Dit artikel legt uit hoe u elektrofysiologische opnames van synaptische reacties gedrag op de extensoren spier in de wandel-poot van een kreeft en hoe de zenuwuiteinden zijn gevisualiseerd op de bruto-morfologische verschillen tussen hoog-en laag-output zenuwuiteinden te tonen.
We leggen in detail uit hoe bloot te leggen en de elektrofysiologische opnames van synaptische reacties te voeren voor hoge (fasische) en lage (tonic) output neuronen innerveren de extensoren spier in de wandel-poot van een kreeft. Duidelijke verschillen aanwezig zijn in de fysiologie en morfologie van de fasische en tonische zenuwuiteinden. De tonica axon bevat veel meer mitochondriën, waardoor het te nemen een belangrijke vlek intensiever dan de driefase axon. De tonic terminals hebben varicosities, en de driefase aansluiting is filoremische. De tonic terminals zijn laag in de synaptische efficiëntie, maar tonen dramatisch vergemakkelijkt reacties. In tegenstelling, de driefase terminals hoog in quantale effectiviteit, maar tonen synaptische depressie met een hoge frequentie stimulatie. De quantale output wordt gemeten met een focale macropatch elektrode direct geplaatst over de gevisualiseerde zenuwuiteinden. Zowel de fasische en tonische terminals innerveren dezelfde spiervezels, waarin staat dat inherente verschillen in de neuronen, in plaats van differentieel retrograde feedback van de spier, verantwoordelijk voor de morfologische en fysiologische differentiatie suggereert.
We hebben aangetoond in dit rapport hoe te ontleden, te registreren en kwantificeren synaptische reacties in een unieke rivierkreeft neuromusculaire preparaat waarin zowel hoge-en lage-uitgangsklemmen innerveren dezelfde spiervezels. De neuromusculaire voorbereidingen in de rivierkreeft bieden vele voordelen ten opzichte van gewervelde neuromusculaire verbindingen, aangezien slechts een paar prikkelende motorische neuronen zijn nodig om een spier innerveren, en aangezien de neuronen zijn herkenbaar aan de voorbereiding tot de voorbereiding (Atwood, 1976). Daarnaast is de excitatoire neurotransmitter glutamaat is, en de excitatoire postsynaptische potentialen (EPSP) worden gesorteerd, dus de biofysische eigenschappen van gesorteerde gebeurtenissen zijn analoog aan de dendrieten van de neuronen in het CZS van de gewervelde dieren. De quantale stromingen, echter rechtstreeks kan worden gevolgd op de postsynaptische sites (Cooper et al.., 1995).
Repetitieve 5 Hz stimulatie van de driefase zenuw geeft aanleiding tot grote EPSPS die sterk depressief na enkele minuten. Dit type van depressie komt vaak voor bij geleedpotigen fasisch neuromusculaire verbindingen (Atwood en Cooper, 1996). De aanwezigheid van de tonica terminals langs de driefase terminals maakt het mogelijk om te beoordelen of de postsynaptische doelgroep sterk wordt gewijzigd tijdens en na de depressie van de driefase motor neuron. Daarnaast is de lage output terminals bieden ook een mooie voorbereiding op de mechanismen die ten grondslag liggen te onderzoeken synaptische facilitatie (Desai-Shah et al., 2008;. Desai-Shah en Cooper, 2009)
De hoge uitgangsklemmen bieden een speeltuin aan de modulatie te onderzoeken in het tempo van de synaptische depressie en het herstel proces. Toegankelijk en levensvatbare voorbereidingen moeten helpen in het ontcijferen van de mechanismen achter synaptische depressie. In deze rivierkreeft been extensor voorbereiding, exogene toepassing van serotonine is een ander middel om het herstel van synaptische depressie en mogelijk een middel om het bevorderen van onderzoek naar de mobilisatie van synaptische vesicles zwembaden te onderzoeken. Dit preparaat biedt een aantal experimentele voordelen, aangezien individuele spiervezels worden geïnnerveerd door zowel driefase-tonic motorneuronen.
Omdat serotonine verhoogt het aantal blaasjes die zijn vrijgegeven met opgeroepen stimulatie, en omdat het bevordert het herstel tijdens een depressie, blijkt dat er een modulatie van het blaasje zwembaden voor het verbeteren van de kans op fusie met serotonine aanwezig zijn (Johnstone et al.., 2008 ; Logsdon et al., 2006;. Sparks et al., 2004).. Modellen die de dynamiek van het blaasje zwembaden zou binnen de presynaptische zenuwuiteinde uit te leggen tijdens de lage frequentie stimulatie, in tegenstelling tot een depressieve toestand, ook moeten worden gerekend tot de verschillende experimentele protocollen die mogelijk zijn met deze voorbereiding.
Het is opgemerkt in andere systemen, dat ongeveer 30% van het blaasje pool een snelle recycling ondergaat, terwijl de rest van de gerecycleerde blaasjes gaan door een traditionele slow recycling pad door het endoplasmatisch reticulum (harata et al., 2001;. Tsien et al.. , 2001). Dergelijke dubbele paden kunnen ook aanwezig zijn in dit systeem. Als ATP ontbreekt in de depressieve toestand van de presynaptische terminal, vervolgens vastzetten en losmaken misschien niet in staat zijn om zich voordoen, dus veel meer gelost blaasjes zou blijven op het synaptische oppervlakte. Sinds meer blaasjes worden snel vrijgegeven wanneer de klemmen worden blootgesteld aan 5 HT, is het mogelijk dat er meer zijn opgenomen in het gemakkelijk losneembaar zwembad (RRV). Echter, in de depressieve toestand, met verminderde ATP, kan het docking en loskoppelen geblokkeerd worden, zelfs in de aanwezigheid van 5 HT, wat ook weer gelost blaasjes bladeren aan de synaptische oppervlakte. Omdat de voorlopige gegevens blijkt dat er meer blaasjes worden vrijgegeven na verloop van tijd met verlengde 5 HT blootstelling en stimulatie, de verdeling van het blaasje zwembad van het snelle en langzame recycling paden kunnen worden scheefgetrokken aan de bevoegde blaasjes voor de re-release (van Johnstone et al. hebben. , 2008, zie reviews-Desai-Shah et al., 2008;. Desai-Shah en Cooper, 2009)
Met de technieken van focale macropatch opnames van postsynaptische stromingen en maatregelen van enkele quanta Uit afgebakende gebieden van de motorische zenuw-terminal, kan men vragen stellen om te bepalen of synaptische depressie is ontstaan als gevolg van minder blaasjes wordt vrijgegeven of door wijzigingen van de functie van postsynaptische receptoren. Het is aangetoond dat de blaasjes zijn gevoeliger voor fusie bij de driefase NMJ van dit preparaat voor een gelijke blootstelling aan calcium (Miller et al.. 2005), die waarschijnlijk goed is voor de hogere quantale inhoud van de driefase terminals (Msghina et al. betekenen. , 1998, 1999). Bovendien verschillen in de calcium-bindend eiwit frequenin (Jeromín et al.., 1999) en ultrastructuur (King et al., 1996). Bijdrage leveren aan de differentiële synaptische werkzaamheid (Cooperet al.., 2003).
Sommige eerdere studies hebben onderzocht de spier fenotype van de extensor spiervezels (Bradacs et al., 1997;. Cooper et al., 2003.). Vergelijking van de regulering van de spier differentiatie voor zuiver tonic en driefase soorten vezels in de rivierkreeft op gemengde vezeltypen, zoals voor het been extensor dat dof is geïnnerveerd, kan aanwijzingen geven om spieren fenotype expressie en regelgeving (Laframboise et al., 2000;. Sohn et al., 2000;. Griffis et al., 2001;. Mykles et al., 2002)..
Veel fundamentele vragen moeten nog worden aangepakt in de neurobiologie, en dit preparaat kan steun bij de aanpak van een aantal van hen. Een aantal onderwerpen die van belang op het gebied vandaag de dag die kunnen worden benaderd met het been extensor zijn onder meer: 1) Het bepalen van de cellulaire mechanismen die de synaptische depressie ten grondslag liggen binnen de high-output terminals (Is de depressie te wijten aan een vermindering van de Ca2 + toegang, het ontbreken van een bevoegde gemakkelijk losneembaar vesicle (RRV) zwembad, en / of gewijzigd postsynaptische ontvankelijkheid?) 2) Bepalen van de mechanische rol van 5-HT wanneer het wordt aangebracht na de inductie van synaptische depressie tot een sneller herstel, en 3 te bevorderen) Bepalen of de vormen van de quantale stromen die voortvloeien uit het stimuleren van driefase-terminals worden gewijzigd tijdens de inductie van depressie pre-en post-synaptische componenten van synaptische depressie te pakken.
Dit NMJ is belangrijk om voortdurend onderzoek en toekomstige onderzoekers, omdat het ons in staat stelt te verkrijgen relevante informatie die de ondergeschikte mechanismen van synaptische prestaties direct gemeten bij de release plaatsen adressen. Het huidige onderzoek op dit gebied is het verstrekken van informatie over de modulatie van synaptische depressie door 5-HT en de dynamiek van het blaasje zwembaden. Dergelijke onderwerpen hebben betrekking op de fundamentele grondbeginselen van synaptische transmissie relevant voor alle neurale systemen.
The authors have nothing to disclose.
Wij danken de heer D. Craig Slaven (Department of Engels, Universiteit van Kentucky) voor de redactionele ondersteuning. Ondersteund door de Universiteit van Kentucky, Departement Biologie, Bureau van Undergraduate Studies en College of Arts & Sciences.