Ультраструктурные признаки измененного функционального состояния синаптической передачи

• Автор: Павлик, Любовь Леоновна
• Шифр специальности: 03.00.02, 03.00.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 211 с. : ил.

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Поиски ультраструктуриых признаков измененного функционального состояния синаптической передачи.
1.2. Изучение структуры шипикового аппарата и его возможной роли в длительной потенциации

1.3. Исследование участия актина в стабилизации шипиковых синапсов

1.3.1. Место актина в индукции и поддержании длительной потенциации

1.3.2. Современные представления о структуре и свойствах актина.

1.3.3. Изучение локализации актина в постсинаитнчсских уплотнениях синапсов.

1.3.4. Изучение роли актина в структуре и функции смешанных синапсов. Маутнеровские нейроны МИ золотой рыбки

Глава 2. Материалы и методика.

Глава 3. Результаты.

Определение вовлеченности и места актина в адаптации и памяти на нейрональном уровне.
3.1. Визуализация актина в Маутнеровских нейронах
золотой рыбки в условиях нормы и утомления
3.1.1. Состояние МН в условиях нормы
3.1.2. Изменение актинового цитоскелета МН после длительной стимуляции
3.1.3. Изменение актинового цитоскелета МН, адаптированных к утомительной стимуляции
3.2. Определение по эффекту цнтохалазина вовлеченности актинового цитоскелета в функциональные перестройки МН.
3.3. Определение по эффекту фаллоидина участия актинового цитоскелета МН в резистентности к утомительной стимуляции.
Глава 4. Выявление роли актина в индукции и сохранении длительной потенциации как модельной формы
4.1. Исследование участия актина в создании длительной потенциации
шипиковых синапсов поля САЗ гиппокампа морских свинок.
4.2. Исследование вовлечения актина в индукцию и длительное сохранение
потенциации смешанных синапсов МН
4.2.1. МН как модель для изучения пластических свойств смешанных синапсов в
условиях i vi.
4.2.1.1. Исследование морфофункциональных перестроек смешанных синапсов Маутнеровских нейронов в переживающих срезах
4.2.1.2.Морфофупкциональные исследования смешанных синапсов припотенциации
4.2.2. Сравнительный .морфометрический анализ смешанных синапсов в инкубированных срезах и при длительной потенциации.
4.2.3. Изучение вовлечения актина в создание и поддержание длительной потенциации электротонической связи в смешанных синапсах МН
4.2.4. Исследование взаимодействия филаментного актина с искусственными фосфолинидными мембранами
4.2.5. Изучение структурных различий между десмосомоподобными контактами ДПК афферентных химических и смешанных синапсов МН.
4.2.6. Анализ вовлечения актина в построение фибриллярных мостиков по функциональному эффекту на МН биологически активных веществ, изменяющих состояние актина.
4.2.6.1. Изучение влияния на структуру и функцию МН цитохалазинаБ
4.2.6.2. Изучение влияния аппликации фаллоидина на структуру и функцию МН
4.2.7. Цитохимическое доказательство актиновой природы примембранных уплотнений ДПК и мостиков в щели ДПК
4.2.8. Изучение тонкой структуры ДПК смешанных синапсов МН при длительной потенциации.
4.2.9. Цитохимические исследования электротонической проводимости смешанных синапсов МН через щелевые контакты ЩК и ДПК
4.2.9.1.Распределение ионов кальция при изменении проводимости смешанных синапсов.
4.2.9.2.Ультраструктурное исследование модификации синаптической передачи смешанных синапсов с помощью веществ модуляторов функции щелевых контактов
4.2.9.3.Влияние веществ модуляторов проводимости щелевых контактов на перераспределение ионов кальция в смешанных синапсах МН
Глава 5. Исследование участия длительной потенциации смешанных синапсов в
естественно модифицированной функции МН
Обсуждение.
Выводы.
Список цитированной литературы


Кальцию отводят центральную роль в адаптивном ответе или пластичности в нервной системе. С использованием высокоразрешающей техники показано, что стимуляция входов к нейронам гиппокампа или к клеткам Пуркинье приводила к увеличению концентрации Са2 в индивидуальных шипиках , , . Введение хелаторов Са2 в постсинаптический нейрон ингибировало индукцию ДП . НМДАрецепторов в поле САЗ гиппокампа блокировал изменение концентрации Са2 в шипиках , , . Антагонисты ионотропных глутаматных рецепторов блокировали синаптически вызванный 2 скачок в шипиках , , , , . Са2 Прямая визуализация внутриклеточного Са в индивидуальном шипике не выявила связи между экспериментально вызванным изменением его концентрации в дендритной шахте и параллельными событиями в шипике, что говорит об автономности функции шипика и непроницаемости шипиковой ножки для цитозольных ионов кальция. В этом смысле можно предположить, что компактная форма ШЛ из плотно упакованных пачек уплощенных цистерн для поглощения и транспорта Са2 в них и из них будет менее эффективна, чем это можно ожидать в случае дисперсной системы везикул, вся поверхность которых обращена к цитозолю. Поэтому, как гипотезу, частично подкрепленную собственными структурными данными, можно предположить, что компактная форма. ШЛ характерна дтя покоящихся шиииковых синапсов, а их потенциированному состоянию будет соответствовать везикулярная форма ШЛ. Повидимому, нейрональный кальциевый сигнал контролируется цистернами ретикулума и плазматической мембраной как бинарной мембранной системой, части которой контактируют одна с другой для поддержания определенного уровня концентрации ионов Са2, необходимого для выполнения шипиками их регуляторной функции. Гипотеза о структурных изменениях как основы для синаптической пластичности, несмотря на свою привлекательность и, казалось бы, явные доказательства, не является общепринятой, в частности, изза того, что связь между структурными и функциональными изменениями в синапсах, как считается, находится на уровне корреляции, а не является причиной произошедших изменений. Например, электрическая стимуляция, приводящая к ДП, не затрагивает все нейроны и их синапсы в одинаковой степени. Поэтому невозможно четко разделить, какие нейроны или синапсы подвергаются пластичности из потенциально большего числа тех, которые остались неизмененными. Поэтому используются все новые методические и технические усовершенствования в исследованиях, которые иллюстрируют стремление приблизиться к почти идеальным условиям эксперимента, практически лишенным недостатков. С другой стороны имеются примеры того, что в этот процесс включаются поспрансляционные модификации, такие как фосфорилирование ключевых синаптических белков при ДП и ДД , i, . В одной из новых публикаций наблюдали неожиданную связь между . Рак, , . В гиппокампальных нейронах киназа связывалась и фосфорилировала , ключевой белок в постсинаптических уплотнениях, приводя к его деградации. Индукция . Это наблюдение означает, что направленная деградация контролирующего белка является критической ступенью в формировании и потере шипиков, вызванном активацией. Ясно, что для полного понимания механизмов синаптической пластичности оба аспекта исследований должны быть объединены в одну схему, включающую и структурные и неструктурные изменения. На роль фактора, вовлеченного в оба события, морфологическую динамику и движение молекул и везикул, может претендовать один из цнтоскелетных компонентов, актин. Следовательно, он может занимать центральную позицию в интеграции и структурной и неструктурной динамики, связанной с синаптической пластичностью . Исслсловапис участии актина в стабилизации шипиковых синапсов. Микроскопические исследования i vi в режиме реального времени показали, что и стабильность шипика и его динамика обусловлены актиновым цитоскслетом i а. По сравнению с сетыо актина в нейроне, филаментный актина в шипиковых синапсах проявляет большую стабильность, что выявлено в экспериментах с применением цитохапазина и латрункула i .