КАЛЬЦИЕВЫЙ ТРАНЗИЕНТ И СЕКРЕЦИЯ МЕДИАТОРА В РАЗНЫХ УЧАСТКАХ НЕРВНОГО ОКОНЧАНИЯ ЛЯГУШКИ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ УСЛОВИЙ ВХОДА ИОНОВ КАЛЬЦИЯ
PDF

Ключевые слова

нервно-мышечное соединение
кальциевый транзиент
проксимо-дистальный декремент
квантовый состав
кальциевые каналы
калиевые каналы

Как цитировать

Хазиев, Э. Ф., Балашова, Д. В., Ценцевицкий, А. Н., Бухараева, Э. А., & Самигуллин, Д. В. (2019). КАЛЬЦИЕВЫЙ ТРАНЗИЕНТ И СЕКРЕЦИЯ МЕДИАТОРА В РАЗНЫХ УЧАСТКАХ НЕРВНОГО ОКОНЧАНИЯ ЛЯГУШКИ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ УСЛОВИЙ ВХОДА ИОНОВ КАЛЬЦИЯ. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 105(10), 1262–1270. https://doi.org/10.1134/S0869813919100030

Аннотация

В экспериментах на нервно-мышечном препарате лягушки исследовали особенности кальциевого ответа и секреции квантов ацетилхолина в разных участках протяженной нервной терминали при изменении условий входа кальция. Используя кальций-чувствительный флуоресцентный краситель, анализировали вход Ca2+ (Ca2+-транзиент) в проксимальном и дистальном участках нервного окончания при увеличении содержания ионов K+, под действием блокаторов N- и L-типов кальциевых каналов, а также при блокировании кальций-активируемых калиевых каналов. Проведенное исследование показало, что при равномерной плотности распределения потенциал-зависимых кальциевых каналов вдоль нервного окончания проксимо-дистальный декремент кальциевого транзиента и интенсивности квантовой секреции сохраняется при дополнительном открывании потенциал-зависимых кальциевых каналов путем калиевой деполяризации, при прореживании этих каналов специфическими блокаторами, но изменяется при блокировании кальций-активируемых калиевых каналов.

https://doi.org/10.1134/S0869813919100030
PDF

Литература

Burnashev N., Rozov A. Presynaptic Ca2+ dynamics, Ca2+ buffers and synaptic efficacy. Cell Calcium. 37(5):489-495. 2005.

Borst J.G., Sakmann B. Calcium influx and transmitter release in a fast CNS synapse. Nature. 383(6599):431-434. 1996.

Yazejian B., DiGregorio D.A., Vergara J.L., Poage R.E., Meriney S.D., Grinnell A.D. Direct measurements of presynaptic calcium and calcium-activated potassium currents regulating neurotransmitter release at cultured Xenopus nerve-muscle synapses. J. Neurosci. 17(9):2990-3001. 1997.

Tsien R.Y. Fluorescence ratio imaging of dynamic intracellular signals. Acta Physiol. Scand. Suppl. 582:6. 1989.

Bennett M.R., Lavidis N.A. Quantal secretion at release sites of nerve terminals in toad (Bufo marinus) muscle during formation of topographical maps. J. Physiol. 401:567-579. 1988.

Nudell B.M., Grinnell A.D. Inverse relationship between transmitter release and terminal length in synapses on frog muscle fibers of uniform input resistance. J. Neurosci. 2(2):216-224. 1982.

Mallart A. Presynaptic currents in frog motor endings. Pflugers Arch. 400(1):8-13. 1984.

Katz B., Miledi R. The effect of local blockage of motor nerve terminals. J. Physiol. 199(3):729-741. 1968.

Braun M., Schmidt R.F. Potential changes recorded from the frog motor nerve terminal during its activation. Pflugers. Arch. Gesamte Physiol. Menschen Tiere. 287(1):56-80. 1966.

Зефиров А. Л., Халилов И. А. Анализ электрической активности в различных участках нервного окончания амфибий. Физиология медиаторов. Периферический синапс : тез. докл. V Всесоюз. симпозиума (июнь 1984 г.). 97-99. Казань. 1984. [Zefirov A. L., Halilov I. A. Analiz elektricheskoj aktivnosti v razlichnyh uchastkah nervnogo okonchaniya amfibij. Fiziologiya mediatorov. Perifericheskij sinaps : tez. dokl. V Vsesoyuz. simpoziuma (iyun' 1984 g.). 97-99. Kazan'. 1984.(In Russ.)].

Bennett M.R., Lavidis N.A. Variation in quantal secretion at different release sites along developing and mature motor terminal branches. Brain Res. 281(1):1-9. 1982.

D'Alonzo A.J., Grinnell A.D. Profiles of evoked release along the length of frog motor nerve terminals. J. Physiol. 359:235-258. 1985.

Bennett M.R., Jones P., Lavidis N.A. The probability of quantal secretion along visualized terminal branches at amphibian (Bufo marinus) neuromuscular synapses. J. Physiol. 379:257-274. 1986.

Bukcharaeva E., Samigullin D., Nikolsky E.E., Vyskocil F. Cyclic AMP synchronizes evoked quantal release at frog neuromuscular junctions. Physiol. Res. 49(4):475-479. 2000.

Davey D.F., Bennett M.R. Variation in the size of synaptic contacts along developing and mature motor terminal branches. Brain Res. 281(1):11-22. 1982.

Bennett M.R., Lavidis N.A., Armson F.M. Changes in the dimensions of release sites along terminal branches at amphibian neuromuscular synapses. J. Neurocytol. 16(2):221-237. 1987.

Khaziev E., Golovyahina A., Bukharaeva E., Nikolsky E, Samigullin D. Action of ATP on Ca2+-transient in different parts of the frog motor nerve ending. BioNanoScience. doi: 10.1007/s12668-016-0350-6. 2017

Samigullin D.V., Vasin A.L., Bukharaeva E.A., Nikolsky E.E. Characteristics of calcium transient in different parts of frog nerve terminal in response to nerve impulse Dokl. Biol. Sci. 431(1):83-85. 2010.

Nurullin L. F., Mukhitov A. R., Tsentsevytsky A. N., Petrova N. V., Samigullin D. V., Malomouzh A. I., Bukharaeva E. A., Vyskočil F., Nikolsky E. E. Voltage-Dependent P/Q-Type Calcium Channels at the Frog Neuromuscular Junction. Physiol. Res. 60: 815-823. 2011.

Peng Y.Y., Zucker R.S. Release of LHRH is linearly related to the time integral of presynaptic Ca2+ elevation above a threshold level in bullfrog sympathetic ganglia. Neuron. 10(3):465-473. 1993.

Neher E. The use of fura-2 for estimating Ca buffers and Ca fluxes. Neuropharmacol. 34 (11):1423-1442. 1995.

Shahrezaei V., Cao A., Delaney K.R. Ca2+ from one or two channels controls fusion of a single vesicle at the frog neuromuscular junction. J. Neurosci. 26(51):13240-13249. 2006.

Samigullin D. V., Khaziev E. F., Zhilyakov N. V., Bukharaeva E. A., Nikolsky E. E. Loading a Calcium Dye into Frog Nerve Endings Through the Nerve Stump: Calcium Transient Registration in the Frog Neuromuscular Junction. J. Vis. Exp. (125) e55122, doi:10.3791/55122. 2017

Del Castillo J., Katz B. Quantal components of the end-plate potential. J. Physiol. 124: 560-573. 1954.

Matyushkin D.P., Shabunova I.A., Sharovarova G.M., Vinogradova I.M. On Potassium Functional Feedback in Neuromuscular Junction. J. Neurosci. Res. 3:441-450. 1978.

Khaziev E., Samigullin D., Zhilyakov N., Fatikhov N., Bukharaeva E., Verkhratsky A. Nikolsky E. Acetylcholine-Induced Inhibition of Presynaptic Calcium Signals and Transmitter Release in the Frog Neuromuscular Junction. Front. Physiol. 7:621. doi: 10.3389/fphys.2016.00621. 2016

Tsentsevitsky A. N., Samigullin D. V., Nurullin L. F., Khaziev E. F., Nikolsky E. E., Bukharaeva E.A. Presynaptic Voltage-Dependent Calcium Channels at the Frog Neuromuscular Junction. Frogs genetic diversity, neural development and ecological implications. Nova Science Publishers. Inc. New York. Chapter 5. 179-194. ISBN: 978-1-63117-626-5. 2014.

Roncarati R., Di Chio M., Sava A., Terstappen G.C., Fumagalli G. Presynaptic localization of the small conductance calcium-activated potassium channel SK3 at the neuromuscular junction. Neuroscience. 104(1):253-262. 2001.

Bukcharaeva E.A., Kim K.C., Moravec J., Nikolsky E.E., Vyskocil F. Noradrenaline synchronizes evoked quantal release at frog neuromuscular junctions. J Physiol. 517 (Pt 3):879-888. 1999.

Pang Z.P., Südhof T.C. Cell biology of Ca2+-triggered exocytosis. Curr. Opin. Cell Biol. 22(4):496-505. 2010. doi: 10.1016/j.ceb.2010.05.001. 2010

Robitaille R., Adler E.M., Charlton M.P., Strategic location of calcium channels at transmitter release sites of frog neuromuscular synapses. Neuron 5. 773- 779. 1990.

Pattillo J.M., Yazejian B., DiGregorio D.A., Vergara J.L., Grinnell A.D., Meriney S.D. Contribution of presynaptic calcium-activated potassium currents to transmitter release regulation in cultured Xenopus nerve–muscle synapses. Neuroscience. 102. 229-240. 2001.

Dittrich M., Homan A.E., Meriney S.D. Presynaptic mechanisms controlling calcium-triggered transmitter release at the neuromuscular junction. Curr. Opin. Physiol. 15-24. doi: 10.1016/j.cophys.2018.03.004. 2018