Базовый тонический гамкергический ток специфичен для интернейронов, но не пирамидных клеток

Мы произвели записи токов в режиме фиксации потенциала с интернейронов str.radiatum и пирамидных клеток поля СА1. Ток, опосредованный ионотропными ГАМКергическими рецепторами, был фармакологически изолирован при блокаде AMPA/каинатных, NMDA, ГАМК_В и метаботропных группы III рецепторов. Для этого в раствор Рингера были добавлены NBQX (50 µМ), DL-2-амино-5-фосфоновалерат (APV, 100 µМ), CGP52432 (5 µМ) и α-метилсерин-О-фосфат (MSOP, 100 µМ), соответственно. Тонический ток, опосредованный ионотропными ГАМКергическими рецепторами, регистрировался как часть тока компенсации, которая подавлялась высокой концентрацией пикротоксина (100 µМ). Аппликация пикротоксина в этой концентрации подавляла спонтанные ГАМКергические ТПСТ (сТПСТ) как в интернейронах, так и в пирамидных клетках. Однако, снижение тока компенсации при этом наблюдалось только в интернейронах, но не пирамидных клетках (69 ± 10 % от базовых значений; n=5; p=0,04 в интернейронах и 103 ± 3 % от базовых значений; n=4;

 

 

Рис. 3.2.1 Пикротоксин подавляет сТПСТ как в интернейронах, так и пирамидных клетках

а, Оригинальные записи, полученные с одного интернейрона (ИН) и одной пирамидной клетки (ПК) до и после аппликации 100 µМ пикротоксина. Пикротоксин полностью подавлял спонтанные ТПСТ как в интернейронах, так и пирамидных клетках. Снижение тока компенсации при аппликации этого вещества происходило только в интернейронах. б, Усредненные данные по эффекту 100 µМ пикротоксина, полученные в нескольких экспериментах. Данные нормированы к величине тока компенсации до аппликации пикротоксина в каждой отдельной клетке. Пикротоксин снижал ток компенсации в интернейронах (ИН) до 69 ± 10 % (n=5; p=0.04) от базовых значений (пунктирная линия), но не вызывал значительного его изменения в пирамидных клетках (103 ± 3 %; n=4; p=0,28; ПК). *: p<0,05

 

p=0,28 в пирамидных клетках; рис. 3.2.1).

Существует предположение, что в основе ГАМКергического тонического тока лежит суммация сТПСТ (Salin and Prince 1996; Soltesz et al. 1995). В этом случае тонический ток и сТПСТ должны быть одинаково чувствительны к антагонистам ионотропных ГАМКергических рецепторов. Использованная концентрация пикротоксина не выявила различий между этими двумя формами торможения. Эти данные указывают, что именно суммация сТПСТ в интернейронах может определять наличие тонического тока. Однако, в таком случае становится не понятно, почему основные характеристики спонтанной активности в интернейронах и пирамидных клетках одинаковы, а тонического тока в пирамидных нейронах нет (Рис 3.2.1). Для ответа на этот вопрос мы решили проверить, не будет ли наблюдаться различий в чувствительности тонического тока и сТПСТ к более низким концентрациям пикротоксина. Для этого мы исследовали как последовательное увеличение концентрации пикротоксина в растворе будет влиять на общий ток, переносимый сТПСТ (ОТ-сТПСТ, средний заряд переносимый единичным сТПСТ умноженный на частоту сТПСТ), и на ГАМКергический тонический ток (считая его абсолютную величину равной той части тока компенсации, которая подавлялась при добавлении 100 µМ пикротоксина) (Рис. 3.2.2а). Оказалось, что тонический ГАМКергический ток более чувствителен к низким концентрациям пикротоксина, чем общий ток сТПСТ (IC₅₀(I_тон)=2 µМ и IC₅₀ (ОТ-сТПСТ)=12 µМ; Рис. 3.2.2б).

Ранее было показано, что SR95531 (габазин), специфический антагонист ГАМК_А рецепторов, может селективно подавлять фазические ТПСТ, не влияя на ГАМКергический тонический ток, в диссоциированной культуре гиппокампальных нейронов (Bai et al. 2001). Однако в диссоциированной культуре трудно определить, какая клетка является интернейроном, а какая пирамидным нейроном. Мы проверили какой эффект SR95531 будет оказывать на тонический ток в интернейронах. Низкая концентрация этого антагониста (0.5 µМ) подавляла сТПСТ, но не приводила к изменениям в токе компенсации ни в интернейронах, ни пирамидных клетках (Рис. 3.2.3). Ток компенсации в присутствии габазина был 110 ± 7 % от тока до его аппликации (n=6; p=0,09) в интернейронах и 94 ± 6 % (n=4; p=0,34) в пирамидных клетках. Эти данные указывают на возможность использования низких концентраций пикротоксина как более специфического блокатора тонического ГАМКергического тока, а SR95531 как селективного блокатора сТПСТ (фазических токов).

 

 

Рис.3.2.2 Тонический ток, опосредованный ионотропными ГАМКергическими рецепторами, и фазические токи (сТПСТ) в интернейронах обладают разной чувствительностью к пикротоксину

а, Пикротоксин (PTX) в зависимости от концентрации снижал как ток компенсации, так и общий ток, переносимый спонтанными ТПСТ (ОТ-сТПСТ). Зависимости токов получены с одного интернейрона. Точечная линия показывает средний ток компенсации в присутствии 100 µМ пикротоксина на верхней панели и нуль тока ОТ-сТПСТ на нижней. Низкие концентрации антагониста более эффективно подавляли ионотропные ГАМКергические рецепторы, опосредующие тонический ток, чем рецепторы, опосредующие спонтанные ТПСТ. б, Кривые концентрация-эффект, полученные для действия пикротоксина на ГАМКергический тонический ток (часть тока компенсации, которая подавлялась аппликацией 100 µМ пикротоксина) и общий ток, переносимый спонтанными ТПСТ, в интернейронах (n=7) str.radiatum поля СА1 гиппокампа. Тонический ток и ОТ-сТПСТ нормировались к их средним значениям до аппликации пикротоксина. Кривые были аппроксимированы по уравнению Хилла (метод наименьших квадратов). Оптимальные коэффициенты Хилла были сходными 0,91 и 0,94 для тонического тока (I_тон) и для ОТ-сТПСТ, соответственно. При этом IC₅₀ для тонического тока был 2 µМ, а для ОТ-сТПСТ 12 µМ.

 

 

Рис. 3.2.3 Низкая концентрация SR95531 (0,5 µМ) селективно блокировала спонтанные ТПСТ, но не оказывала значительного эффекта на ток компенсации

а, Оригинальные записи, полученные с одного интернейрона (ИН) и одной пирамидной клетки (ПК) до и после аппликации 0,5 µМ SR95531. Аппликация низкой концентрации SR95531 подавляла спонтанные ТПСТ, но не оказывала значительного эффекта на ток компенсации ни в интернейронах, ни в пирамидных клетках. б, Усредненные данные, полученные с нескольких клеток. Ток компенсации был нормирован к его среднему значению до аппликации 0,5 µМ SR95531 в каждой клетке. Ток компенсации в присутствии SR95531 в интернейронах был 110 ± 7 % (n=6; p=0,09) от базовых значений (пунктирная линия) и 94 ± 6 % (n=4; p=0.34) в пирамидных клетках.