Пресинаптическая пластичность

Красные стрелочки – стимуляция воображаемого нерва (стимулы одинаковые). При фасилитации (столбик А) чем больше времени между стимулами, тем меньше эффект (говорим о сотнях мс). Заметно, что (5 случай) стимуляция с определённым МСИ может вызвать ступенчатое увеличение секреции медиатора. При депрессии (столбик В) картина обратная. Вопрос – почему эти процессы не пересекаются?

Кальций – главный участник процесса, влияющий на экзоцитоз.

4 пункт про то, что депрессия может быть следствием исчерпания запаса везикул с медиатором

Изменение чувствительности ≈ изменение афинности, т.е. сродства лиганда (медиатора) к субстрату (рецептору).
Почему это не совсем одно и то же – для АЦХ показано, что рецептор может связывать медиатор, но не открывать ионный канал. Так происходит, когда рецептор подвергается воздействию других контролирующих механизмов, например, фосфорилированию-дефосфорилированию.

 

Минутка истории:)

Смысл в том, что на постсинаптической мембране можно регистрировать потенциалы и без стимуляции – маленькие по амплитуде МПКП. Анализируя их (они могут иметь амплитуду одну, мб в 2-3 раза больше), сделали вывод, что медиатор выделяется дискретно.
Кроме того, если медиатор выделяется более-менее случайно, то и при стимуляции пресинапса будет выбрасываться не строго одинаковое его количество. Поэтому, когда мы говорим об увеличении постсинаптического эффекта, мы подразумеваем, что увеличилась вероятность выброса медиатора (больше везикул выбросили медиатор).

 

Чисто для напоминания:

 

 

** Рецепторы метаботропные; при их активации G-белок, состоящий из α-,β- и γ-субъединиц, диссоциирует на α-субъединицу-Фосфат и β-γ-димер. В случае ауторецепции этот димер блокирует потенциал-зависимые Са-каналы изнутри клетки и активирует калиевые каналы.
Повышение К-проводимости à сдвиг потенциала, порог активации Са-каналов вряд ли будет достигнут. Бонус: есть эндоканнабиоидные рецепторы с таким же эффектом

Насчёт тормозного аксо-аксонального синапса – на аксонной терминали могут быть ГАМК-рецепторы (например, в спинном мозге показаны ионотропные такие); они активируются, Cl течёт в клетку, медиатор сидит дома.

 

Дальше рассматриваем статью.

Изучали процессы, которые могли приводить к фасилитации через увеличение числа выделяемых квантов медиатора. По сути, повторяли эксперимент Фетта и Катц (которые обосновали квантовую теорию).

Распределение (в рамочке) показывает, что:

А (спонтанные мВПСП): больше всего случаев, при которых выделяется однократная порция медиатора (первый, высокий пик и соответствующая ему стрелочка, пояснение ниже), меньше случаев, когда порция двукратная (второй пик и стрелочка), бывает ещё и трёхкратная. По-видимому, это примерно соответствует мысли о том, что однократная порция = 1 везикула.*

Про стрелочки: пунктирной линией показаны пики, построенные математически – это гауссианы (распределение Гаусса), стрелочки указывают на их пики. Это просто математическое подтверждение того, что видно из гистограммы распределения на глаз.

В (при стимуляции аксонной терминали): это уже не мВПСП, это вполне себе ВПСП, но распределение в целом такое же, три пика.

Столбик слева от нуля означает, что были случаи, когда в ответ на стимуляцию выделялось 0 медиатора. Почему-то.

*Не очень понимаю, почему они утверждают, что пики и для ВПСП, и для мВПСП имеют среднюю амплитуду в 100,200 и 300 мкВ – в моём понимании, такой сдвиг потенциала м.б. только при высвобождении многих везикул, никак не 1-2-3. Но они говорят именно это, и даже показывают, что при наложении средних пиков они очень похожи:

Rise time – время нарастания (время основного сдвига вверх), half - fall time – время полуамплитуды (время, в течение которого потенциал превышал половину своей максимальной амплитуды)

 

Латанов, подводя итог, говорит, что важный вывод такой: независимо от условий (есть стимуляция или нет), в нерве выделяется примерно одинаковое число порций медиатора. Видимо, миниатюрные ВПСП не такие уж и миниатюрные…

 

 

Дальше пытались воздействовать на процесс выброса медиатора, подводя к синапсу при помощи метода микроионофореза определённые порции серотонина (5-НТ).

Стимулируют сенсорный нейрон, регистрируют активность моторного

Обратите внимание, что здесь видно, что спонтанные мВПСП и обычные ВПСП имеют пики распределений на разных амплитудах (1 рисунки в столбиках В и С), и у ВПСП они больше. Магия какая-то.

Если вкратце, речь тут о том, что серотонин не повлиял на спонтанную активность, т.е. мВПСП, а вот амплитуда вызванных ВПСП значимо выросла (почти на 80%). Любопытно, что новый пик (Рис.С2) примерно соотв-т малому пику на Рис.С1.

 

 

кратковременная синаптич пластичность

 

 

 

 

 

 

Постсинаптическая пластичность

 

Эффекты прямой синаптической передачи (мембран рецептор реагирует, управляет проводимостью катионообмен)
ГАМК у беспв в некоторых синапсах является возбуждающим, может вызывать деполяризации мембраны
Метаботропн рецепторы, активировать каскады.
Газы - не типичные нейромедиаторы. Их мишени - не рецепторы, а др вещества (... Цеклаза).

Метаботропн рецепторы в отл от... - каскады. Каскад - некая последовательность превращений.
Иногда для активации ионотропн рецептора требуется 1-3 молекулы

 

Пст -пост синапт ток

Никотиновый ионотропный рецептор

Выход калия - торможение, прекращение входа кальция (кот активирует экзоцитоз)
G- белки. Большая задержка всех эффектов

 

 

ГАМК-рецепторы

Гамк рецептор. В его состав 5 субъединиц. Каждая представлена 4 транс мембранными участками. Много субъединиц. Варианты его разнообразны поэтому. Есть места связывария для барбитуратов (бензодезепиновая субъединица, выполняет тебя же эффекты что и гамк, наличие бензодиазепинов усиливает эффект, выполняет ф-ю ко медиаторов). Блокатор - микро токсин (прекращает проводимость через холодный канал).

В незрелых нейронах эти клетках работает с-мах переноса хлора. Натрий-калиевый транспорте. Обеспечивает закачку хлора. Натрий вх, калий вых, и потенциал покоя повышается. И когда мы действуем на хлора канал гамком, хлора начинает выходить. Получаем возбуждающий эффект
В зрелом доминирует калий хоолны транспортёр. Выводит хлора за счёт калия. Гипер поляризация.

На всех синапсах есть рецепторы для связывания ацх. Эти метаботропн ведь рецепторы, который активирся гамком. Ретроградная регуляция выделения нейромедиатора. Обеспечивает снижение выделения самой себя. Блокируется кальциевый канал, который зап экзоцитоз. Вероятность уменьшается выхода кальция.

 

Глутаматные рецепторы

Глутаматные рецепторы.
Ионотропн рецепторы. Три группы: NMD, Ampa и Каиновые. Ампа и Каиновые похожи.
Ампа преимущественно обладают на натрий калевой проводимостью. Нмда много кальция проводят.
Метабооропные тоже делят на три группы.

Ионотропные АМПА-рецепторы