Потенциалзависимость электрической активности нейронов задержанной генерации в желатинозной субстанции крысы

Нейроны желатинозной субстанции (ЖС) по характеру генерации потенциалов действия (ПД) разделяют на три основных типа: тонические, адаптирующиеся и с задержанной генерацией (НЗГ). Предполагается, что задержка инициации ПД в НЗГ связана с активацией подпорогового калиевого тока А-типа (KA). В настояще...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2010
Автор:	Мельник, И.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України 2010
Назва видання:	Нейрофизиология
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/68353
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Потенциалзависимость электрической активности нейронов задержанной генерации в желатинозной субстанции крысы / И.В. Мельник // Нейрофизиология. — 2010. — Т. 42, № 4. — С. 287-293. — Бібліогр.: 18 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-68353
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-683532014-09-22T03:01:57Z Потенциалзависимость электрической активности нейронов задержанной генерации в желатинозной субстанции крысы Мельник, И.В. Нейроны желатинозной субстанции (ЖС) по характеру генерации потенциалов действия (ПД) разделяют на три основных типа: тонические, адаптирующиеся и с задержанной генерацией (НЗГ). Предполагается, что задержка инициации ПД в НЗГ связана с активацией подпорогового калиевого тока А-типа (KA). В настоящей работе эта гипотеза проверялась путем сравнения потенциалзависимостей данной задержки и процесса стационарной инактивации KA в экспериментах на срезах спинного мозга трех-пятинедельных крыс. Нейрони желатинозної субстанції (ЖС) спинного мозку за характером генерації потенціалів (ПД) підрозділяють на три основних типи: тонічні, такі, що адаптуються, та із затриманою генерацією (НЗГ). Зроблено припущення, що затримана ініціація ПД у НЗГ пов’язана з активацією підпорогового калієвого струму А-типу (KA). Ця гіпотеза перевірялась у даній роботі за допомогою порівняння потенціалзалежностей вказаної затримки та процесу стаціонарної інактивації KA в експериментах на зрізах спинного мозку три-п’ятитижневих щурів. 2010 Article Потенциалзависимость электрической активности нейронов задержанной генерации в желатинозной субстанции крысы / И.В. Мельник // Нейрофизиология. — 2010. — Т. 42, № 4. — С. 287-293. — Бібліогр.: 18 назв. — рос. 0028-2561 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/68353 612.83:612.884:612.014.42 ru Нейрофизиология Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Нейроны желатинозной субстанции (ЖС) по характеру генерации потенциалов действия (ПД) разделяют на три основных типа: тонические, адаптирующиеся и с задержанной генерацией (НЗГ). Предполагается, что задержка инициации ПД в НЗГ связана с активацией подпорогового калиевого тока А-типа (KA). В настоящей работе эта гипотеза проверялась путем сравнения потенциалзависимостей данной задержки и процесса стационарной инактивации KA в экспериментах на срезах спинного мозга трех-пятинедельных крыс.
format	Article
author	Мельник, И.В.
spellingShingle	Мельник, И.В. Потенциалзависимость электрической активности нейронов задержанной генерации в желатинозной субстанции крысы Нейрофизиология
author_facet	Мельник, И.В.
author_sort	Мельник, И.В.
title	Потенциалзависимость электрической активности нейронов задержанной генерации в желатинозной субстанции крысы
title_short	Потенциалзависимость электрической активности нейронов задержанной генерации в желатинозной субстанции крысы
title_full	Потенциалзависимость электрической активности нейронов задержанной генерации в желатинозной субстанции крысы
title_fullStr	Потенциалзависимость электрической активности нейронов задержанной генерации в желатинозной субстанции крысы
title_full_unstemmed	Потенциалзависимость электрической активности нейронов задержанной генерации в желатинозной субстанции крысы
title_sort	потенциалзависимость электрической активности нейронов задержанной генерации в желатинозной субстанции крысы
publisher	Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України
publishDate	2010
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/68353
citation_txt	Потенциалзависимость электрической активности нейронов задержанной генерации в желатинозной субстанции крысы / И.В. Мельник // Нейрофизиология. — 2010. — Т. 42, № 4. — С. 287-293. — Бібліогр.: 18 назв. — рос.
series	Нейрофизиология
work_keys_str_mv	AT melʹnikiv potencialzavisimostʹélektričeskojaktivnostinejronovzaderžannojgeneraciivželatinoznojsubstanciikrysy
first_indexed	2025-07-05T18:10:32Z
last_indexed	2025-07-05T18:10:32Z
_version_	1836831507686096896
fulltext	НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 4 287 УДК 612.83:612.884:612.014.42 И. В. МЕЛЬНИК1 ПОТЕНЦИАЛЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ НЕЙРОНОВ ЗАДЕРЖАННОЙ ГЕНЕРАЦИИ В ЖЕЛАТИНОЗНОЙ СУБСТАНЦИИ КРЫСЫ Поступила 26.06.10 Нейроны желатинозной субстанции (ЖС) по характеру генерации потенциалов действия (ПД) разделяют на три основных типа: тонические, адаптирующиеся и с задержанной генерацией (НЗГ). Предполагается, что задержка инициации ПД в НЗГ связана с актива- цией подпорогового калиевого тока А-типа (KA). В настоящей работе эта гипотеза про- верялась путем сравнения потенциалзависимостей данной задержки и процесса стацио- нарной инактивации KA в экспериментах на срезах спинного мозга трех-пятинедельных крыс. Задержка генерации ПД уменьшалась в случае деполяризации мембраны исследу- емых НЗГ и исчезала при ~ –60 мВ; генерация ПД такими нейронами становилась тони- ческой или адаптирующейся. Это хорошо коррелировало с инактивацией KA (в случаях отведения от целой клетки с низкой [Cl–] во внутриклеточном растворе). Рассматривае- мый ток уменьшался почти до нуля при –60 мВ; потенциал половинной инактивации (V1/2) составлял ~ –74.5 мВ. Однако в условиях использования внутриклеточного рас- твора с высокой [Cl–] между потенциалзависимостями задержки генерации ПД и инак- тивации KA наблюдалась разница ~10 мВ; последняя зависимость сдвигалась в сторону отрицательных значений (V1/2 ~ –88.3 мВ). Эти результаты позволяют предполагать, что наличие KA в НЗГ и характер его инактивации являются основной причиной задержки генерации ПД и её чувствительности к потенциалу, однако влияние внутриклеточного Cl– на инактивацию KA нуждается в дальнейшем изучении. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: спинной мозг, желатинозная субстанция, боль, тип генера- ции импульсов, калиевый A-ток. 1 Институт физиологии им. А. А. Богомольца НАН Украины, Киев (Украина). Эл. почта: igorm@biph.kiev.ua (И. В. Мельник). ВВЕДЕНИЕ В желатинозной субстанции (ЖС) спинного мозга представлены ряд групп разнообразных по своим свойствам интернейронов, участвующих в переда- че болевой и температурной чувствительности. По типу генерации потенциалов действия (ПД), вы- званной длительной деполяризацией, эти нейро- ны обычно подразделяют на тонические, адаптиру- ющиеся и нейроны задержанной генерации (НЗГ) [1–5]. Считается, что наличие единиц со столь ха- рактерными свойствами важно для обработки сен- сорной информации разных модальностей и может коррелировать с функциональной ролью того или иного нейрона в клеточных сетях дорсального рога спинного мозга [6–8]. В последнее время особенно- сти ионных проводимостей, обусловливающих раз- личия типов генерации импульсации (в частности, тонической и адаптирующейся), активно изучались [9, 10]. Что же касается НЗГ, то многие авторы от- метили присутствие в таких клетках значительно- го калиевого тока A-типа (KA), который в основном и может быть причиной, определяющей задержку генерации ПД [2–6, 11]. Однако прямые экспери- ментальные доказательства этого предположения не очень убедительны. Так, использование класси- ческого блокатора KA 4-аминопиридина (4-АП) не совсем оправдано, поскольку данный агент блоки- рует не только KA, но в значительной степени и ка- лиевый ток задержанного выпрямления (KDR) [12]. В настоящей работе мы исследовали сходство по- тенциалзависимостей KA и задержки генерации ПД в нейронах НЗГ, чтобы получить прямые до- казательства причинной связи между этими фено- менами. Одной из отличительных черт KA являет- ся его выраженная подпороговая инактивация [12, 13]. Поэтому мы выясняли, как зависят от потенци- ала стационарная инактивация KA (в режиме фик- НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 4288 И. В. МЕЛЬНИК сации потенциала) и упомянутая задержка ПД (в режиме фиксации тока). Оказалось, что обе харак- теристики проявляют сходную чувствительность к мембранному потенциалу (МП). Кроме того, было обнаружено, что уровень внутриклеточного Cl– за- метно влияет на инактивацию KA. МЕТОДИКА Эксперименты выполняли на продольных и попе- речных срезах (толщина 300 мкм) поясничного от- дела спинного мозга крыс (возраст три–пять не- дель). После обезболивания (внутрибрюшинная инъекция 30 мг/кг пентобарбитала натрия) произ- водили ламинэктомию и последующую резекцию пояснично-крестцового отдела спинного мозга. Изъятый участок переносили в охлажденный до 4 оС физиологический раствор, насыщенный газовой смесью из 95 % О2 и 5 % СО2. После нарезки срезы инкубировали не менее 30 мин при 34 оС. Для экс- периментов срезы переносили в рабочую камеру и суперфузировали физиологическим раствором со скоростью 3 мл/мин при температуре 32 оС. Каме- ра размещалась на неподвижной площадке микро- скопа, снабженного устройством инфракрасного дифференционно-интерференционного контраста и объективом водной иммерсии ×60 (“Olympus”, Япония). Физиологический раствор содержал в себе (в миллимолях на 1 л): NaCl – 124, KCl – 3, CaCl2 – 2.5, MgSO4 – 1.3, NaH2PO4 – 1.4, NaHCO3 – 26, глю- козу – 10 (pH 7.4 при насыщении 95 % O2 + 5 % CO2). После заполнения внутриклеточным раство- ром с низкой [Cl–] следующего состава (в милли- молях на 1 л): К-глюконат – 125, KCl – 4, MgАТФ – 5, NaГТФ – 0.3, ЭГTA – 5, HEPES – 5, креатин фосфат– 8 (pH доводили �OH до 7.25, а осмоляр-pH доводили �OH до 7.25, а осмоляр- доводили �OH до 7.25, а осмоляр-�OH до 7.25, а осмоляр- до 7.25, а осмоляр- ность – до 295 мОсм) пипетки имели сопротивле- ние 5–7 MОм. Полученные отведения корректи-MОм. Полученные отведения корректи-Ом. Полученные отведения корректи- ровали на величину контактного потенциала ELJ ≈ ≈ +10 мВ; значение последнего вычисляли с ис- пользованием внутренней программы комплекса “pCLAMP” (ионы ЭГTA, ATФ и ГТФ при этом не учитывали, так как они не входили в листинг про- граммы). В некоторых экспериментах К-глюконат замещался KCl (раствор с высокой [Cl–]) для мини- мизации ELJ (≈ +1 мВ); последний в данном случае не компенсировали. Для регистраций использовал- ся усилитель “Mul��Clamp 700�” (“A�� I�s��u-Mul��Clamp 700�” (“A�� I�s��u- 700�” (“A�� I�s��u-�” (“A�� I�s��u-” (“A�� I�s��u-A�� I�s��u- I�s��u-I�s��u- me��s”, США). Сигналы фильтровали с частотой среза 3 кГц и оцифровывали с частотой 104 с–1 с по- мощью компьютерного интерфейса D�g�da�a 1322 и программного комплекса “pCLAMP 9.2” (“A�� I�s��ume��s”, США). Последовательное сопротив-”, США). Последовательное сопротив- ление не превышало 25 MОм и не компенсирова-MОм и не компенсирова-Ом и не компенсирова- лось. Генерация ПД вызывалась путем приложения деполяризационных толчков тока длительностью 500 мс возрастающей интенсивности (10–650 пА). Ток утечки и емкостные токи вычитались в режиме ��-l��e с использованием стандартного программ--l��e с использованием стандартного программ-l��e с использованием стандартного программ- с использованием стандартного программ- ного протокола P/4. Графики стационарной инакти-P/4. Графики стационарной инакти-/4. Графики стационарной инакти- вации аппроксимировались уравнением Больцмана (“O��g�� 6.1”): , где Ima� – максимальный ток, V1/2 – потенциал по- ловинной инактивации, k – наклон кривой. Данные представлены как средние ± ошибка среднего. До- стоверность межгрупповых различий оценивали с использованием критерия Стьюдента (парного или непарного), уровень Р < 0.05 принимался как сви- детельство достоверности. РЕЗУЛЬТАТЫ Отведения были получены от 57 НЗГ, а для каче- ственного сравнения – дополнительно от 11 тони- ческих и шести адаптирующихся нейронов ЖС. Использовали экспериментальные условия двух ти- пов – с низкой (4 мМ, n = 33) и высокой (138 мМ, n = = 24) внутриклеточной [Cl–]. Первое условие было выбрано потому, что для нейронов ЦНС обычно ха- рактерна низкая концентрация Cl– [14]. Высокая же внутриклеточная [Cl–] предположительно обеспе- чивает оптимальные условия для отведения в силу незначительного ELJ; кроме того, такие условия по- зволяли сопоставлять получаемые результаты с данными наших предыдущих исследований [9–11]. МП покоя составлял –73 ± 1.8 и –70 ± 1.4 мВ для двух упомянутых условий соответственно. НЗГ ге- нерировали ПД с заметной задержкой, т. е. в кон- це приложения деполяризационного толчка (рис. 1, A, показано для низкой [Cl–]). Отличительной чер- той генерации этого типа была ее зависимость от потенциала: задержка уменьшалась в условиях де- поляризации мембраны и исчезала при ~ –60 мВ. Иными словами, задержанная генерация ПД пре- кращалась, и ответы трансформировались в тони- ческие или же в адаптирующиеся (A). Активности А НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 4 289 ПОТЕНЦИАЛЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ НЕЙРОНОВ собственно тонического и адаптирующегося типов были нечувствительны к МП (тестировались значе- ния между –80 и –60 мВ; Б, В). Данные по потенциалзависимости задержки ге- нерации ПД для двух экспериментальных ситуаций просуммированы на рис. 2, А. Линии регрессии, проведенные через полученные точки, оказались почти параллельными. Этот факт подтверждает предположение о том, что наличие одного и того же потенциалзависимого тока (предположительно KA [13]) является причиной упомянутой задержки в условиях и низкой, и высокой внутриклеточной [Cl-]. Дополнительным аргументом, свидетельству- ющим в пользу гипотезы о роли KA, было значи- тельное уменьшение реобазы для НЗГ: при –60 мВ она уменьшалась в среднем до 37.6 % исходной (Б). В тонических же нейронах, имеющих низкую плот- ность KA [9], такое уменьшение реобазы было го- раздо менее значительным (до 71.4 %; Б). Следующие эксперименты были проведены в ре- жиме фиксации потенциала на целой клетке; мы изучали процесс стационарной инактивации KA и Р и с. 1. Зависимость паттерна генерации потенциалов действия от потенциала на мембране при стимуляции нейронов желатинозной субстанции длительными прямоугольными толчками тока. A – нейрон задержанной генерации; при деполяризации тип активности изменился, и она стала тонической. Б – тонический, В – адаптирующийся нейрон. Отведения в режиме фиксации тока при уровнях мембранного потенциала –80, –70 и –60 мВ. Штриховой линией вверху указан уровень 0 мВ. Протокол стимуляции приведен внизу. Внутрипипеточный раствор содержал в себе 4 мМ Cl–. Р и с. 1. Залежність патерну генерації потенціалів дії від потенціалу на мембрані при стимуляції нейронів желатинозної субстанції тривалими прямокутними поштовхами струму. А Б В –80 –70 –60 мВ 40 мВ 200 мс НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 4290 И. В. МЕЛЬНИК -80 -70 -60 -50 0 100 200 -120 -100 -80 -60 -40 0 0.5 1.0 -60 -70 -80 -90 -80 -70 -60 0 100 200 300 400 500 -80 -70 -60 0 50 100 * *** -60-70-60-70 Р и с. 2. Влияние внутриклеточной [Cl–] на потенциалзависимость вызванной импульсной активности у нейронов задержанной генерации (НЗГ). A – потенциалзависимость задержки генерации потенциалов действия (мс). Линии регрессии в условиях низкой (1) и высокой (2) [Cl–] почти параллельны (наклоны –20.6 и –21 мс/мВ соответственно). Б – значения реобазы (пА) НЗГ (1), измеренные при мембранном потенциале –70 мВ и деполяризации до –60 мВ (P < 0.001, указано тремя звездочками, парный t-тест, n = 6). В тонических нейронах, показанных для сравнения (2), соответствующее изменение значительно меньше (P < 0.05, указано одной звездочкой, парный t-тест, n = 5). Р и с. 2. Вплив внутрішньоклітинної [Cl–] на потенціалзалежність викликаної імпульсної активності у нейронах затриманої генерації. А А 1 1 2 2 1 1 2 2 Б Б В –70 мс пА мВмВ Imax (–120) –40 150 пА мВ мВ V1/2 = –74.5 мВ k = –6.4 мВ V1/2 = –88.3 мВ k = –7.2 мВ 20 мс мВ пА Р и с. 3. Влияние внутриклеточной [Cl–] на стационарную инактивацию калиевого тока А-типа (KA). А – стационарная инактивация KA в условиях низкой [Cl–]; численные значения кондиционирующей поляризации указаны рядом с соответствующими реализациями. Максимальный ток наблюдался при гиперполяризации до –120 мВ. Б – график стационарной инактивации KA в условиях низкой (1) и высокой (2) [Cl–], аппроксимация функцией Больцмана (потенциал половинной инактивации V1/2 и наклон k обозначены на рисунке). По оси абсцисс – мембранный потенциал, мВ; по оси ординат – нормированные токи. При высокой внутрипипеточной [Cl–] (2) кривая сдвигалась в отрицательном направлении. В – начальная вольт-амперная характеристика KA в условиях низкой (1) и высокой (2) [Cl–]. Порог активации в обеих экспериментальных ситуациях был практически одинаковым (~ –65 мВ). Р и с. 3. Вплив внутрішньоклітинної [Cl–] на стаціонарну інактивацію калієвого струму А-типу. НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 4 291 ПОТЕНЦИАЛЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ НЕЙРОНОВ сопоставляли его особенности с потенциалзависи- мостью задержки генерации ПД в НЗГ, наблюдае- мой в режиме фиксации тока. Протокол стимуля- ции соответствовал предварительной поляризации мембраны НЗГ от –120 до –60 мВ толчком тока длительностью 300 мс, за которым следовал тест- скачок до –40 мВ. Такой протокол позволял изоли- рованно активировать KA при потенциалах, подпо- роговых для возникновения входящего натриевого тока, без сопутствующей активации KDR (рис. 3, А; показано для низкого значения [Cl–]) [9]. Из ри- сунка видно, что KA существенно инактивировался уже при потенциале –70 мВ, близком к потенциа- лу покоя, а в области –60 мВ этот ток уменьшался почти до нуля. Суммарные данные о стационарной инактивации для двух экспериментальных ситуа- ций были аппроксимированы функцией Больцма- на (Б, 1); указаны потенциал половинной инакти- вации V1/2 и наклон k. Таким образом, в условиях низкой внутриклеточной [Cl–] инактивация KA хо- рошо коррелировала с регистрациями потенциала: KA почти полностью инактивировался, а задержка генерации ПД исчезала при одном и том же потен- циале ~ –60 мВ (рис. 2, А, 1; 3, Б, 1). Было обнару- жено, однако, что в условиях высокой внутрикле- точной [Cl–] кажущаяся инактивация KA сдвигалась в область более отрицательных значений (рис. 3, Б, 2). Это обусловливало несоответствие между реги- страциями в режимах фиксации тока и потенциа- ла, примерно равное ~10 мВ. KA почти полностью инактивировался при –70 мВ, т. е. при потенциа- ле, при котором все ещё наблюдалась значительная задержка генерации ПД. Мы рассмотрели гипотезу о неспецифическом происхождении данного фено- мена (например, в результате ошибки оценки по- тенциала вследствие варьирования ELJ), сравнивая процессы инактивации и активации KA (рис. 3, В). Оказалось, что кажущийся порог активации (т. е. потенциал, при котором KA мог быть явно выделен из электрического шума амплитудой порядка 5 пА) для обоих экспериментальных условий составлял около –65 мВ. ОБСУЖДЕНИЕ Причины различия типов вызванной импульсной активности нейронов ЦНС представляют очевид- ный интерес [15]. В дорсальном роге спинного мозга были обнаружены нейроны, генерирующие при стимуляции длительными толчками тока тони- ческую, адаптирующуюся и задержанную актив- ность [1–5]. Ответы тонического типа вполне мо- гут быть связаны с активацией и взаимодействием лишь двух ионных проводимостей – быстрой на- триевой и задержанной калиевой (KDR), в то время как плотность KA должна быть минимальной [9]. Низкая плотность натриевых каналов может обу- словливать адаптационные изменения импульсной активности в нейронах [10]. Относительно же за- держанной генерации ПД в упомянутых ответах было высказано предположение, что она опреде- ляется наличием существенного подпорогового KA [4–6, 11]. В соответствии с этой гипотезой, KA при его достаточной плотности эффективно противо- действует активации входящего натриевого тока в ответ на стимуляцию длительным толчком тока и блокирует деполяризацию мембраны. ПД ини- циируются только после того, как KA инактивиру- ется; последнее и определяет задержку их генера- ции. Однако получить прямые экспериментальные подтверждения этой очевидной гипотезы затруд- нительно. Исключением являются культивируемые гранулярные клетки мозжечка, в которых KA был инактивирован генетически [16]. Данные, касаю- щиеся эффектов фармакологического блокирова- ния указанного тока, неоднозначны. Так, сообща- лось, что 4-AP устранял задержку генерации ПД в нейронах ЖС [4, 5]. Однако в других работах было показано, что 4-AP блокирует не только KA, но и KDR [12]. В настоящей работе для доказательства связи между влиянием KA и задержкой генерации ПД в НЗГ мы сравнивали зависимость этих фено- менов от потенциала. В случае использования вну- триклеточного раствора с низкой [Cl–], что анало- гично ситуации in situ у “взрослых” нейронов ЖС [14], задержка генерации ПД и процесс стационар- ной инактивации KA демонстрировали одинаковую чувствительность к потенциалу. Так, при –60 мВ KA почти полностью инактивировался, а задерж- ка генерации импульсов исчезала, что подтверж- дает причинную связь между обоими процессами. Было, однако, обнаружено, что заполнение клеток раствором с высокой [Cl–] приводит к кажущему- ся сдвигу кривой инактивации KA в область отри- цательных значений и появлению разницы поряд- ка 10 мВ между наблюдаемым в режимах фиксации потенциала и тока. Можно предложить по край- ней мере три разных объяснения этого феномена. Ошибка оценки потенциала может, например, быть следствием варьирования контактного потенциа- ла (ELJ); последний неизбежно возникает в случае НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 4292 И. В. МЕЛЬНИК контакта двух разных растворов, особенно с раз- личными [Cl–] [17]. Считается общепринятым, что внутрипипеточный раствор с высокой [Cl–] “обну- ляет” ELJ; на первый взгляд, это должно обуслов- ливать оптимальные условия отведения. Однако здесь необходимо вспомнить, что “взрослые” ней- роны ЦНС млекопитающих характеризуются низ- кими уровнями Cl– внутри клеток [14]; последние отличаются сложной структурой с разветвленным дендритным деревом. В данной ситуации исполь- зование высокой внутрипипеточной [Cl–] действи- тельно минимизирует ELJ на границе пипетка – сома клетки. Однако, с другой стороны, это вызывает по- явление неизвестного и некомпенсируемого ELJ на границе сома – дендриты; последние, вероятно, со- храняют естественную низкую концентрацию Cl– в силу очевидных ограничений для процесса диф- фузии. Другим источником ошибки могут служить фиксированные внутриклеточные заряды, форми- рующие доннановский потенциал; данный потен- циал, однако, минимизируется при использовании низкой внутриклеточной [Cl–] [18]. Таким образом, в силу вышеперечисленного наиболее обоснован- ным и физиологичным представляется использо- вание внутрипипеточного раствора с низкой [Cl–]. Возможность появления ошибки оценки потен- циала была частично проверена в условиях реги- страции порога активации KA (в дополнение к его инактивации), однако данный порог был одинаков в разных условиях регистрации (рис. 3, В). Это по- зволяет предположить наличие специфического действия внутриклеточного Cl– на инактивацион- ные свойства KA. Такое объяснение представляет- ся наиболее вероятным. И в-третьих, задержка ге- нерации ПД может появляться в результате некоего пока неизвестного дополнительного процесса, за- висимого от потенциала. Представленные данные позволяют предпола- гать, что KA является причиной задержки генерации импульсов и её потенциалзависимости в НЗГ, одна- ко возможная роль внутриклеточного Cl– в инакти- вации KA нуждается в дальнейшем изучении. І. В. Мельник1 ПОТЕНЦІАЛЗАЛЕЖНІСТЬ ЕЛЕКТРИЧНОЇ АКТИВНОСТІ НЕЙРОНІВ ЗАТРИМАНОЇ ГЕНЕРАЦІЇ В ЖЕЛАТИНОЗНІЙ СУБСТАНЦІЇ ЩУРА 1Інститут фізіології ім. О. О. Богомольця НАН України, Київ (Україна). Р е з ю м е Нейрони желатинозної субстанції (ЖС) спинного моз- ку за характером генерації потенціалів (ПД) підрозділя- ють на три основних типи: тонічні, такі, що адаптуються, та із затриманою генерацією (НЗГ). Зроблено припущен- ня, що затримана ініціація ПД у НЗГ пов’язана з активаці- єю підпорогового калієвого струму А-типу (�A). Ця гіпо- теза перевірялась у даній роботі за допомогою порівняння потенціалзалежностей вказаної затримки та процесу стаці- онарної інактивації �A в експериментах на зрізах спинно- го мозку три-п’ятитижневих щурів. Затримка генерації ПД зменшувалась у разі деполяризації мембрани досліджува- них НГЗ і зникала при ~ –60 мВ; генерація ПД зазначеними нейронами ставала тонічною або такою, що адаптувалась. Це добре корелювало з інактивацією �A (в умовах відведен- ня від цілої клітини з низькою [Cl–] у внутрішньоклітин- ному розчині). Досліджуваний струм зменшувався майже до нуля при –60 мВ; потенціал половинної інактивації (V1/2) складав ~ –74.5 мВ. Однак в умовах використання внутріш- ньоклітинного розчину з високою [Cl–] між потенціалзалеж- ностями затримки генерації ПД та інактивації КА спостері- галася різниця ~10 мВ; остання залежність зміщувалась у бік негативних значень (V1/2 ~ –88.3 мВ). Ці результати до- зволяють припустити, що наявність �A в НЗГ та характер його інактивації є основною причиною затримки генерації ПД та її чутливості до потенціалу, однак вплив внутрішньо- клітинного Cl– на інактивацію �A потребує додаткового ви- вчення. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ И. В. Мельник, “Физиологические типы нейронов 1. желатинозной субстанции спинного мозга крысы”, Нейрофизиология/Neurophysiology, 40, № 3, 191-198 (2008). T. J. G�ud� a�d E. R. Pe�l, “C��ela��s be�wee� �eu��al 2. m��ph�l�gy a�d elec��phys��l�g�cal fea�u�es �� he ��de�� supe�f�c�al d��sal h��,” J. Physiol., 540, 189-207 (2002). J. A. L�pez-Ga�c�a a�d A. E. ��g, “Memb�a�e p��pe��es 3. �f phys��l�g�cally class�f�ed �a� d��sal h�� eu��s in vitro: c��ela�� w��h cu�a�e�us se�s��y affe�e�� pu�,” Eur. J. Neurosci., 6, 998-1007 (1994). R. Ruscheweyh a�d J. Sa�dkuhle�, “Lam��a-spec�f�c a�d 4. d�scha�ge p��pe��es �f �a� sp��al d��sal h�� eu��s in vitro,” J. Physiol., 541, 231-244 (2002). НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 4 293 ПОТЕНЦИАЛЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ НЕЙРОНОВ M. Y�sh�mu�a a�d T. M. Jessell, “Memb�a�e p��pe��es �f �a� 5. subs�a��a gela��sa �eu��s in vitro,” J. Neurophysiol., 62, 109-118 (1989). I. V. Mel��ck, “M��ph�phys��l�g�c p��pe��es �f delayed f��g 6. �eu��s �� subs�a��a gela��sa �f �he �a� sp��al c��d”, Фізіол. журн., 55, № 2, 44-49 (2009). Y. Lu a�d E. R. Pe�l, “M�dula� ��ga��za�� f e�c��a��y 7. c��cu��s be�wee� �eu��s �f �he sp��al supe�f�c�al d��sal h�� (lam��ae I a�d II),” J. Neurosci., 25, 3900-3907 (2005). S. F. Sa��s, S. Rebel�, V. A. De�kach, a�d �. V. Saf��v, 8. “E�c��a��y ��e��eu��s d�m��a�e �� se�s��y p��cess��g �� he sp��al subs�a��a gela��sa �f �a�,” J. Physiol., 581, 241- 254 (2007). I. V. Mel��ck, S. F. Sa��s, �. Sz�c�l, e� al., “I��c bas�s �f 9. ��c f��g �� sp��al subs�a��a gela��sa �eu��s �f �a�,” J. Neurophysiol., 91, 646-655 (2004). I. V. Mel��ck, S. Sa��s, a�d �. V. Saf��v, “Mecha��sm �f 10. sp�ke f�eque�cy adap�a�� subs�a��a gela��sa �eu��s �f �a�,” J. Physiol., 559, 383-395 (2004). S. Sa��s, I. V. Mel��ck, a�d �. V. Saf��v, “Selec��ve 11. p�s�sy�ap��c ��h�b�� f ��c-f��g �eu��s �� subs�a��a gela��sa by μ-�p��d ag��s�,” Anesthesiology, 101, 1177- 1183 (2004). R. �a�d�� a�d O. �eluzz�, “��e��c s�udy a�d �ume��cal 12. �ec��s��uc�� f A-�ype cu��e�� g�a�ule cells �� a� ce�ebella� sl�ces,” J. Neurophysiol., 69, 2222-2231 (1993). H. H. Je��g, P. J. Pfaff��ge�, a�d M. C�va�ub�as, “M�lecula� 13. phys��l�gy a�d m�dula�� f s�ma��de�d��c A-�ype p��ass�um cha��els,” Mol. Cell. Neurosci., 27, 343-369 (2004). V. S�e��, I. He�ma�s-��gmeye�, T. J. Je��sch, a�d C. A. Hub-14. �e�, “E�p�ess�� f �he �Cl c��a�sp��e� �CC2 pa�allels �eu��al ma�u�a�� a�d �he eme�ge�ce �f l�w ��acellula� chl��de,” J. Comp. Neurol., 468, 57-64 (2004). R. R. Ll��as, “The ��s�c elec��phys��l�g�cal p��pe��es 15. �f mammal�a� �eu��s: ��s�gh�s �� ce��al �e�v�us sys�em fu�c��,” Science, 242, 1654-1664 (1988). R. Sh�ba�a, �. Nakah��a, �. Sh�basak�, e� al., “A-�ype �16. + cu��e�� med�a�ed by �he �v4 cha��el �egula�es �he ge�e�a�� f ac�� p��e��al �� devel�p��g ce�ebella� g�a�ule cells,” J. Neurosci., 20, 4145-4155 (2000). P. H. �a��y a�d J. W. Ly�ch, “L�qu�d ju�c�� p��e��als a�d 17. small cell effec�s �� pa�ch-clamp a�alys�s,” J. Membrane Biol., 121, 101-117 (1991). R. H�� a�d A. Ma��y, “Musca��c ac��va�� f ��c cu��e��s 18. measu�ed by a �ew wh�le-cell �ec��d��g me�h�d,” J. Gen. Physiol., 92, 145-159 (1988).

Потенциалзависимость электрической активности нейронов задержанной генерации в желатинозной субстанции крысы

Репозитарії

Схожі ресурси