Исследование электрической обратной связи в химических синапсах гиппокампа

• Автор: Касьянов, Александр Михайлович
• Шифр специальности: 03.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 118 с. : ил.

Оглавление
Введение

Обзор литературы.и

Материалы и методы

Краткое описание структуры гиппокампа.

Приготовление срезов и электрофизиологическая регистрация

ответов в переживающих срезах.

Экспериментальный протокол

Измерение амплитуды ответов и компонентный анализ.

Оценка количества выпадений.

Квантовый анализ

Методика вызова антидромных потенциалов.
Статистическая оценка данных
Компьютерное моделирование эфаптической обратной связи
Результаты экспериментов
Раздел I. Теоретический взгляд на эфаптичсскую связь
Положительная обратная связь в больших химических синапсах Действие внутриклеточного приложенного тока на синапсы с
положительной обратной связью.
Эффект подсоединения новых синапсов.
Раздел II. Компьютерное моделирование.
Положительная обратная связь.
Изменение зависимости амплитуды ВПСТ от МП при наличии
обратной связи.
Влияние положительной обратной связи на парную фасилитацию.
Влияние дополнительных синапсов на величину обратной связи.
Влияние соседних синапсов на величину парной фасилитации.
Раздел III. Электрофизиологические эксперименты на
нейронах области СА гиппокампа
Влияние гиперполяризации нейрона на параметры синаптической
передачи.
Компонентный анализ минимальных ВИСИ области СА1 гиппокампа.
Раздел IV. Электрофизиологические эксперименты на
нейронах области САЗ гиппокампа
Зависимость амплитуды суммарных ВПСТ от постсинаптического
мембранного потенциала.
Зависимость парной фасилитации суммарных В1СТ от
постсинаптического мембранного потенциала
Влияние гиперполяризации на амплитуду и количество выпадений
при регистрации минимальных ВПСТ.
Зависимость амплитуды минимальных ВПСТ от МП
Зависимость парной фасилитации минимальных ВПСТ от МП
постсинаптического нейрона.
Раздел V. Генерация потенциалов действия в окончаниях
коллатералей Шаффера во время долговременной потенциации в
области СА1 гиппокампа.
Обсуждение результатов.
Компьютерные эксперименты
Изменение амплитуды ВПСТ при смещении МП в синапсах с
положительной обратной связью
Зависимость парной фасилитации от изменения МП.
Активация множества синапсов.
Физиологические эксперименты.
Изменение параметров синаптической передачи нейронов области
СА1 гиппокампа при гиперполяризации сомы нейрона.
Изменение количества выпадений во время гиперполяризации нейронов области САЗ гиппокампа при минимальной
стимуляции.
Зависимость амплитуды минимальных ВПСТ и их ПФ от изменения
Сравнение минимальных и суммарных ВПСТ.
Генерация ПД в окончаниях коллатералей Шаффера.
Возможность химической обратной связи в синапсе
Физиологическое значение электрической обратной связи в синапсах
Заключение.юо
Выводыюз
Список работ, опубликованных по теме диссертации.4 Литература.
Аббревиатура
АА арахидоновая кислота
ГАМК гаммааминомасленная кислота
дп долговременная потенциация
вп вызванный потенциал
впсп возбуждающий постсинаптический потенциал
вист возбуждающий постсинаптический ток
зи зубчатая извилина
КВ комиссуральноассоциагивные волокна
кш коллатерали Шаффера
КШд дистальный участок коллатералей Шаффера
КШп проксимальный участок коллатералей Шаффера
ицсж искусственная цереброспинальная жидкость
пд потен циал действия
мшистые волокна
МП мембранный потенциал
ПФ парная фасилитация
цнс центральная нервная система
тпсп тормозные постсинаптические потенциалы
эдс электродвижущая сила
РА i3x54ixi
со монооксид углерода
V коэффициент вариации
т квантовый состав
метаботропные глутаматные рецепторы
общее число ответов
0 количество выпадений

окись азота
Р вероятность выброса передатчика
V величина кванта
Введение
Актуальность


Влияние положительной обратной связи на парную фасилитацию. Влияние дополнительных синапсов на величину обратной связи. Влияние соседних синапсов на величину парной фасилитации. Раздел III. Компонентный анализ минимальных ВИСИ области СА1 гиппокампа. Раздел IV. ВПСТ. Раздел V. СА1 гиппокампа. Обсуждение результатов. Зависимость парной фасилитации от изменения МП. Активация множества синапсов. Физиологические эксперименты. СА1 гиппокампа при гиперполяризации сомы нейрона. МП. Сравнение минимальных и суммарных ВПСТ. Генерация ПД в окончаниях коллатералей Шаффера. Заключение. Список работ, опубликованных по теме диссертации. Литература. Изучение механизмов, лежащих в основе синаптической передачи, является одним из основных направлений исследований в современной нейробиологии. Согласно классическому представлению, синаптическая передача в химическом синапсе является поляризованной, так как сигнал передатся в одном направлении от пресинаптической части синапса к постсинаптической. i , i . Другим возможным механизмом влияния постсинаптического нейрона на пресинаптическую часть является внутрисинаптическая электрическая эфаптическая обратная связь, которая появляется во время возбуждающего постсинаптического тока ВПСТ Бызов Бызов и Голубцов, v , xiv v, Vi . Гипотеза Л. Л. Бызова об эфаптической обратной связи предполагает, что ВПСТ может дополнительно увеличивать пресинаптический выброс медиатора, благодаря деполяризации места пресинаптичсского выброса при условии, что сопротивление синаптической щели достаточно велико. Согласно этой гипотезе, внутриклеточная гиперполяризация постсинаптического нейрона должна вызывать эффект, сходный с ВПСТ, т. Эффект гиперполяризации должен быть более сильным в больших синапсах с протяженной синаптической щелью. Считается, что гиперполяризация постсинаптической мембраны увеличивает величину ВПСТ в результате отклонения мембранного потенциала МП от равновесного, что увеличивает электродвижущую силу для соответствующих катионов , . Однако при наличии положительной обратной связи гиперполяризация постсинаптического нейрона может увеличивать выброс передатчика. Увеличение выброса передатчика должно влиять на квантовые параметры синаптической передачи, на пресинаптическую парную фасилитацию ПФ и на зависимость амплитуды ВПСТ от МГ. При наличии эфаптической обратной связи такая зависимость должна быть нелинейной. Вместе с тем, в многочисленных работах, выполненных на различных структурах центральной нервной системы ЦНС, включая спинной мозг . i . . i, , область 1 . i . СЛЗ гиппокампа iv . , ii, ii . i . . ВПСТ от МП. Кроме того, при регистрации ВПСТ, опосредованных глутаматными рецепторами АМРА ii3x54ixi типа при двух различных МП МП покоя и МП выше 0 мВ, не было обнаружено зависимости коэффициента вариации . , или ПФ от изменений МИ . . Таким образом, имеющиеся к настоящему времени данные показывают линейную зависимость ВГ1СТ от изменения МП и потснциалнезависимую ПФ. Эти экспериментальные результаты противоречат гипотезе А. Л. Бызова, следствия из которой предполагают отклонение зависимости ВПСТ от линейной при гиперполяризационном смещении МП сунралинсйная зависимость и потенциалзависимую ПФ. Разрешение данной проблемы позволит глубже понять основные процессы, лежащие в основе синаптической передачи и пластических перестроек в синапсах ЦНС. Целью работы была проверка гипотезы о существовании положительной электрической обратной связи в химических синапсах головного мозга и выявление причины противоречий между предсказаниями этой гипотезы о нелинейной зависимости амплитуды ВПСТ от МП и известными литературными данными о линейности такой зависимости.