التجارب تثبت نهج سهلة للطلاب لاكتساب الخبرة في دراسة بنية العضلات ، والاستجابات متشابك ، وآثار التدرجات ايون ونفاذية الغشاء على إمكانات. أيضا ، يتم تقديم CNS الحسية والحركية للعضلات حلبة لإظهار وسيلة لاختبار آثار المركبات على الدارة العصبية.
الغرض من هذا التقرير هو المساعدة في تطوير فهم للآثار الناجمة عن التدرجات ايون عبر الغشاء البيولوجي. جانبين أن التأثير المحتمل خلية غشاء والتي نتناولها في هذه التجارب هي : (1) تركيز أيون + K من على السطح الخارجي للغشاء ، و (2) نفاذية الغشاء لأيونات معينة. عضلات البطن هي الباسطة جراد البحر في التجمعات مع بعض المقويات يجري (بطيء) وغيرها من طوري (السريع) في هذه الظواهر الفسيولوجية والبيوكيميائية ، وكذلك في بنيتها ، والخلايا العصبية الحركية التي يعصب العضلات هذه تختلف في خصائصها الفنية في المقابل. نحن نستخدم هذه العضلات كذلك ، منشط العضلات السطحية المثنية البطن لإظهار الخصائص في نقل متشابك. بالإضافة إلى ذلك ، فإننا إدخال CNS الحسية والحركية العصبية للعضلات حلبة لإظهار تأثير الحواس جليدية فضلا عن تأثير neuromodulators على جوانب معينة من الدارة. مع التقنيات التي تم الحصول عليها في هذه العملية ، يمكن للمرء أن يبدأ للرد على الأسئلة الكثيرة المتبقية في التحضيرات تجريبية أخرى ، وكذلك في التطبيقات الفسيولوجية المتعلقة بالطب والصحة. لقد أثبتنا جدوى الاستعدادات اللافقارية نموذج لمعالجة المسائل الأساسية ذات الصلة لجميع الحيوانات.
غشاء المحتملة
في وقت مبكر من عام 1902 ، وكان برنشتاين التعامل مع القضايا ذات إمكانات يستريح في محور عصبي من الحبار. فمن المثير للاهتمام للنظر في كيفية هذه الأفكار والملاحظات في وقت مبكر من Berstein (1902) ونرنست (1888) في وقت لاحق أثرت البحوث في علم وظائف الأعضاء الغشاء. (انظر استعراض وMalmivuo Plonsey ، 1995 ؛ متاحة أيضا على شبكة الاتصالات العالمية http://www.bem.fi/book/ ). لا يزال هناك ، حتى يومنا هذا ، واختراقات تبذل حول وظيفة القناة الايونية وخصائص الأغشية البيولوجية التي هي مهمة جدا في فهم الفيزيولوجيا الخلوية التي تتعلق وظيفة الأجهزة والأنسجة والأنظمة.
المقارنة بين آثار التجريبية والنظرية المستمدة من الخارجية [K +] على إمكانات غشاء يستريح يدل على تأثير الأيونات على إمكانات غشاء. مزيد من التجارب باستخدام هذا المستحضر نفسه لا يزال يتعين القيام بها لمعالجة المسائل الأساسية الفسيولوجية. وسلط الضوء على بعض مرة أخرى في عام 1968 من قبل اتوود وParnas وحتى الآن لم يتم التصدي لها بشكل كامل. مع التقنيات التي تم الحصول عليها في هذه العملية ، يمكن للمرء أن الشروع في الإجابة على الأسئلة المتبقية في العديد من الأعمال التحضيرية تجريبية أخرى ، وكذلك في التطبيقات الفسيولوجية المتعلقة بالطب والصحة. وقد برهنا على فائدة نموذج إعداد اللافقارية لمعالجة المسائل الأساسية ذات الصلة لجميع الحيوانات.
مع المعرفة المكتسبة على التدرجات الكهروكيميائية للأيونات في هذه العملية المذكورة أعلاه ، يمكنك التقدم الآن إلى استثارة الأغشية عن طريق دراسة انتقال متشابك في الاستعدادات العصبية والعضلية في جراد البحر.
قياس ردود متشابك
وقد وفرت التفاصيل المنصوص عليها في الجزء الأول من هذا المختبر ، والفيلم يرتبط بها ، والخطوات الرئيسية لتسجيل والتحقيق إمكانات غشاء هيكل العضلات. في الجزء الثاني من هذه المختبرات ، وقدمت دليلا على تشريح تسجيل وانتقال متشابك في NMJs الوحدات الحركية طوري ومنشط التعرض لمفاهيم أساسية في علم وظائف الأعضاء. التعرض للدائرة العصبية ، والتي يمكن في جزء منه يمكن استخدامها لتفسير السلوكيات المرتبطة بها ، والحيوان سليمة لديها امكانات ليس فقط للطلاب للتحقيق في مختلف أسئلة مفتوحة العضوية في ممارسة المختبر وإنما أيضا للبحث في المستقبل على الدوائر العصبية في بئر أنشئت إعداد اللافقارية (كينيدي وآخرون ، 1969 ؛. Antonsen وادواردز ، 2003)
ويمكن أيضا أن تستخدم هذه الاستعدادات لتسهيل التحقيق في متشابك ، والاكتئاب وطويلة الأجل اللدونة (لم يتم التحقيق في هذه الدراسة المختبرية). حتى داخل بعض أنواع من جراد البحر واللدونة العصبية يعتمد على الظروف التحفيز التجريبية (مرسييه وأتوود ، 1989 ؛. كوبر وآخرون ، 1998) فضلا عن بيئتهم الطبيعية. إلى أي مدى القدرة على تغيير متشابك فعالية وديناميكية العضلات يخدم الحيوان لا يزال يتعين التحقيق فيها. منذ جراد لا يغير سلوكهم في ما يتعلق التغيرات الموسمية ودورة تساقط ، هناك اختلافات النشاط نسبيا على المدى الطويل في نظمها العصبية والعضلية. وقد تبين أن العصب المحرك لعضلات طوري محطات أقرب مخلب يحمل مورفولوجيا الكلاسيكية طوري خلال فصل الشتاء ، ولكن تنتفخ وتصبح أكثر الدوالي على طول المعبر خلال أشهر الصيف (Lnenicka 1993 ؛ Lnenicka وتشاو ، 1991).
أظهرت بعض الدراسات التي أجريت في وقت مبكر الوحشي interneurons جراد (LG) العملاقة داخل الحبل البطني العصب وجود تقاطعات الفجوة (جونسون ، 1924 ؛ واتانابي وGrundfest ، 1961). ومن المعروف جيدا أن CO 2 له تأثير على الاتصالات الكهربائية عن طريق uncoupling تقاطعات الفجوة (أريانو وآخرون ، 1990). وقد تبين مؤخرا أن الحبل العصبي والاتصال داخل الدائرة الحسية والحركية CNS العضلات ، كما هو موضح في هذا التقرير ، هو أيضا حساسة للCO 2 ، والتعرض تشير إلى وجود تقاطعات الفجوة (Bierbower ، 2010 ؛ Bierbower وكوبر ، 2010)
كان النشاط العفوي من جذر 3 المحرك الثالث موضوع منذ عام 1960 عندما إيكرت (1961) درست إذا منشط اطلاق ثابت الجهاز مستقبلات العضلات (MRO) داخل نفس القطعة المجاورة أو يمكن حساب لمحرك السيارات عفوية. في هذه الدراسات في وقت سابق أصبح من الواضح أن الدافع وراء النشاط في الحبل البطني العصب (VNC) ربما من أعلى مراكز (إيكرت ، 1961 ؛ كينيدي وتاكيدا ، 1965a ، ب ؛. Strawn وآخرون ، 2000). منذ وجود CO 2 توقف النشاط العفوي ، ويمكن للمرء أن يفترض في مكان ما في محرك أقراص إلى الخلايا العصبية الحركية قد يكون هناك تقاطعات الفجوة أو محرك مثير glutamatergic. يتم حظر NMJs أو انخفاض حساسية للمعرض الغلوتامات في حضور CO 2 ، وأنها قد تكون الكتلةرطة كذلك داخل الجهاز العصبي المركزي (Bierbower ، 2010 ؛ Bierbower وكوبر ، 2010 ؛ انظر أيضا بدر وآخرون ، 2005).
هو أيضا عمل neuromodulators درس مختلف بسهولة على أنواع مختلفة من NMJs (كوبر وكوبر ، 2009 ؛ Griffis وآخرون ، 2000 ؛. Southard وآخرون ، 2000 ؛. Strawn وآخرون ، 2000). بالإضافة إلى ذلك ، تبذل مختلف التأثيرات التي neuromodulators على الدوائر الجهاز العصبي المركزي. وقد اقترح أن ال 5 – HT والخلايا العصبية octopaminergic قد تعمل ك "واضعي كسب -' تغيير في الإخراج من الدوائر العصبية (ما وآخرون ، 1992 ؛. شنايدر وآخرون ، 1996 ؛. هورنر وآخرون ، 1997 ؛. إدواردز وآخرون ، 2002). العمل لا يزال هناك الكثير الذي يتعين القيام به قبل أن نتمكن من فهم كامل للآثار neuromodulators على الخلايا المستهدفة الفردية. بالنظر إلى أن neuromodulators مختلفة قد تعمل بالتنسيق مع بعضها البعض ، وتحليل عملها المختلط هو مجال للبحث في المستقبل (Djokaj وآخرون ، 2001). بالإضافة إلى ذلك ، عدد قليل من الدراسات ، لا سيما في الفقاريات ، ومعالجة آثار neuromodulators على المسارات كلها التي يمكن أن تنظم سلوك معين. في هذا الإعداد وحدة حسية حركية الجهاز العصبي المركزي يمكن للمرء أن دراسة تأثير كل من المدخلات الحسية وneuromodulators على نشاط الخلايا العصبية الحركية (كينيدي وآخرون ، 1969).
منذ تم افتراضه أن 5 – HT يلعب دورا في تنظيم الدولة السلوكية للجراد البحر والكركند وسرطان البحر (ليفنجستون وآخرون ، 1980 ؛. Sneddon وآخرون ، 2000) ، وقد بذلت محاولات عديدة لتحديد تركيزه في وفنك ، والدملمف ، وفي العقد المعزولة من الكركند (ليفنجستون وآخرون ، 1980 ؛. اريك هاريس وكرافيتز 1984 ؛. Fadool وآخرون ، 1988). ومع ذلك ، كان هناك تباين كبير في القياسات المسجلة ، مما يحول دون الاستجابة للجرعة محددة العلاقات التي يمكن أن تشكل الإجراءات السلوكية.
وقد يعتقد أن جراد البحر مع مخالب عقدت في موقف أثار مع والذيل مدسوس تحت البطن ليحمل موقفا الهيمنة (ليفنجستون وآخرون ، 1980). حالة انثناء البطن في جراد البحر لا يبدو أن الموقف السائد أن جراد البحر ، في غضون الزوج ، المعرض خلال التفاعلات الاجتماعية أو مع الحفاظ على الوضع السائد الهرمي (Listerman وآخرون ، 2000). وجراد البحر منقاد شد البطن حتى في ظل تراجع نفسها لأنها من الخصم. وينظر أيضا مثل الدس والذيل وضعية الدفاع (Listerman وآخرون ، 2000). وقد لاحظ هذه السلوكيات بسهولة في الميدان ، وضبط في المختبرات (Bovbjerg ، 1953 ، 1956 ؛ Bruski ودنهام ، 1987 ؛ لي وآخرون ، 2000 ؛. Listerman وآخرون ، 2000). يتم عكس المثير للاهتمام ، ومواقف سلوكية سجلته في الكركند (ليفنجستون وآخرون ، 1980) لHT – 5 وحقن octopamine في جراد البحر الاسترالي ، Cherax مدمر (ماكراي ، 1996). ربما ، سيكون لاحظ استجابات مختلفة تماما في إعداد المثنية السطحية في جراد البحر الاسترالي. بالإضافة إلى ذلك ، منذ هيمنة عموما ذات الصلة بين حجم جراد البحر ، فإن للمرء أن يتوقع استجابة نظام البلاستيك جدا لتغير الظروف الاجتماعية بسرعة (Strawn وآخرون ، 2000). ليونة في الاستجابة لneuromodulators في اللافقاريات هو مساحة مفتوحة من التحقيق.
أنتجت Wyttenbach ، جونسون ، وهوي (1999) وسائل الإعلام الرقمية ودليل المختبر لالتجريب جراد مختلف العضلات التي تنطوي على نفسها المعروضة في هذا التقرير ، بالإضافة إلى التحضيرات جراد الأخرى. هذا هو مصدر ممتاز للتمارين الطلاب.
The authors have nothing to disclose.
بدعم من جامعة كنتاكي ، قسم علم الأحياء ، ومكتب للدراسات الجامعية وكلية الآداب والعلوم.