この記事では、ザリガニの歩行足に伸筋のシナプス応答の電気生理学的記録を行い、どのように神経終末が高と低出力の神経終末の総形態的な違いを示すために可視化する方法を示します。
我々は高い(一過性)、低(トニック)出力の運動ニューロンは、ザリガニの歩行足に伸筋を支配するためのシナプス応答の電気生理学的記録を公開し、実施するのかを詳細に説明。明確な違いは、一過性および持続性神経終末の生理学と形態で存在している。強壮剤の軸索は、それがもっと激しく相動軸索より生体染色法を利用できるように、より多くのミトコンドリアの多くが含まれています。トニック端末はvaricositiesを持っている、と相性の端末は糸状です。トニック端末はシナプス伝達効率が低いですが、劇的な促進反応を示しています。対照的に、相動端末は量子効果の高いが、高頻度刺激でシナプス抑制を示す。量子出力は、可視化の神経終末の上に直接配置された焦点macropatchの電極で測定されます。相動性および強壮剤の両方の端子には、形態学的および生理的分化のためのその神経細胞の本質的な違いではなく、筋肉からの差動逆行性フィードバック、アカウントを示唆している同一の筋線維を、刺激する。
我々は分析する方法、記録し、両方の高と低出力端末が同一の筋線維を支配するユニークなザリガニ神経筋の準備にシナプス応答を定量化するこのレポートに示されている。ザリガニの神経筋の製剤は、わずか数興奮性運動ニューロンは筋肉を支配するために必要ですので、脊椎動物の神経筋接合部に比べて多くの利点を提供し、神経細胞が準備から準備(アトウッド、1976)に識別可能であるため。さらに、興奮性神経伝達物質はグルタミン酸であり、興奮性シナプス後電位(EPSP)が採点され、したがって、段階的なイベントの生物物理学的特性は、脊椎動物の中枢神経系内のニューロンの樹状突起に似ています。量子電流は、しかし、後シナプス部位(Cooper ら 、1995)で直接監視することができます。
相動性神経の反復的な5 Hzの刺激が大きく、数分後にうつ状態になる大きなEPSPのを生じさせる。うつ病のこのタイプは、節足動物相動性神経筋接合部(アトウッドとクーパー、1996)で共通です。相動端子と並んで強壮端末の存在は1つがシナプス後の目標を大幅に相動性運動ニューロンの抑うつの間と後に変更されているかどうかを評価することができます。 (;デサイ- Shahさんとクーパー、2009年。デサイ-シャーら、2008)さらに、低出力端子には、シナプスの円滑化を根底にあるメカニズムを調べるために良い準備を提供する
高い出力端子は、シナプス抑制と回復過程の速度で変調を調査するためにプレイグラウンドを提供しています。アクセスおよび実行可能な準備がシナプス抑制の背後にあるメカニズムを解読するのに役立つはずです。このザリガニの足の伸筋の準備では、セロトニンの外因性のアプリケーションは、シナプス抑制とシナプス小胞プールの動員に調査を推進する潜在的な手段の回復を調べるために別のツールです。個々の筋線維が一過性と持続性の両方の運動ニューロンによって支配されているので、この準備には、いくつかの実験的な利点を提供します。
セロトニンは、誘発刺激で放出される小胞の数が増加し、それが不況時の回復を促進するので、それはセロトニンの存在(ジョンストンらとの融合の確率を高めるための小胞プールのいくつかの変調があることが明らかであるので。、2008年;ログスドンら、2006;らスパークス、2004)。。としてうつ状態とは対照的に、低頻度刺激時のシナプス前神経終末内の小胞プールのダイナミクスを説明するというモデルは、、また、この準備では不可能な様々な実験的なプロトコルの中で考慮する必要があります。
。ツィンら 、それはリサイクル小胞の残りの部分は小胞体(原田ら、2001年までの伝統的な低速のリサイクルパスを通過するのに対し、小胞プールの約30%が、急速なリサイクルを受けることを他のシステムで注目されている。 、2001)。このようなデュアルパスもこのシステムに存在することができる。 ATPはその後、シナプス前終末のうつ状態に欠けているドッキングとドッキング解除された場合に発生することができない場合があります、したがって、多くの無負荷時の小胞がシナプス表面に残っているでしょう。端子が5 HTにさらされているときに多くの小胞が急速に放出されるので、それはよりは容易に放出できるプール(RRV)に含まれていること可能です。しかし、うつ状態で、減少ATPで、ドッキングおよびドッキング解除は、さらに再びシナプス表面で無負荷時の小胞を離れる5 HT、の存在下でブロックされることがあります。予備的データは、より多くの小胞が長引く5 HTの曝露と刺激と時間をかけてリリースされることを示唆しているので、高速および低速リサイクルパスから小胞プールの分布は、再リリース(ジョンストンらのために有能な小胞を持つように偏りが発生する場合があります。 、2008;。レビュー-デサイ- Shahさんら、2008を参照してください。デサイ- Shahさんとクーパー、2009)
シナプス後電流と運動神経終末の定義の領域から単一量子の対策の焦点macropatchの録音のテクニックを使うと、1つはシナプス抑制が解放される少数の小胞のため、または機能の変化の結果として発生しているかどうかを判断するために質問をすることができますシナプス後受容体。それは小胞がより高いために可能性が高いアカウントは相動端子(Msghina らの量子コンテンツを意味等しいカルシウムの暴露(Miller ら、2005)、のためのこの準備の相動NMJでの融合に敏感であることが示されている。 、1998、1999)。さらに、カルシウム結合タンパク質のfrequenin(Jeromin ら、1999)と超微細構造(キングら、1996)の違いは、差動シナプス伝達効率(クーパーに貢献するら、2003)。
(; Cooper ら、2003。。Bradacsら、1997)、いくつかの先行研究では、伸筋線維の筋の表現型を調べてきました。混合繊維の種類のザリガニの純粋トニックと相性のファイバタイプの筋分化の調節を比較すると、、鈍い支配され、脚伸展のためにしたいと筋肉の表現型の発現と調節(ラフランバスら、2000年に手がかりを提供することができます。。孫らら、2000;。グリフィスら、2001;。Myklesら、2002)。。
多くの基本的な質問は神経生物学で対処されずに残っている、と本製剤は、それらのいくつかに取り組む際に助けることができる。足の伸筋に近づく可能性がある分野への関心、今日のいくつかのトピックが含まれます:1)高出力の端子の中でシナプス抑制の基礎となる細胞メカニズムの決定(Ca2 +のエントリの減少に起因するうつ病です、有能の欠如量子の形かどうかの判断容易に放出できる小胞(RRV)プール、および/または変更されたシナプス後受容性?)2)迅速な復旧、および3を促進するためのシナプス抑制の誘導後に適用するときに5 – HTの機構的役割の決定)刺激的な一過性の端子から発生する電流は、シナプス抑制のプレとポストシナプスのコンポーネントを対象にうつ病の誘導中に変更されています。
それは、私たちはリリースのサイトで直接測定されるシナプスのパフォーマンスのアンダーラインのメカニズムに対処する適切な情報を得ることができるため、このNMJは、継続的な研究と将来の研究者にとって重要です。この分野での現在の研究では5 – HTおよび小胞プールのダイナミクスによってシナプス抑制の変調についての情報を提供している。すべての神経システムに関連するシナプス伝達の基本的な基礎に関連するような話題。
The authors have nothing to disclose.
我々は編集支援のために氏クレイグD.ラベン(英語学科、ケンタッキー州の大学)に感謝します。ケンタッキー州の大学、生物学科、学部及び芸術科学大学のOfficeでサポート。