Демонстрирующих отсутствие метаботропных рецепторов группы III на терминалях коллатералей Шаффера, оканчивающихся на пирамидных клетках са1.

3.3.2 Синаптически высвобождаемый глутамат снижает тпст

Различная чувствительность ГАМКергической передачи к L-AP4 в интернейронах и пирамидных нейронах указывает на то, что повышение внеклеточной концентрации глутамата, эндогенного агониста, может избирательно подавлять торможение в интернейронах. Скорее всего, эта ситуация может возникать в условиях метаболического стресса, когда захват глутамата (uptake) подавлен или обращен (reuptake). Возникает вопрос, а может ли снижение торможения интернейронов происходить при электрической стимуляции возбуждающих терминалей, которая приводит к выбросу глутамата? Кроме того, будет ли действие синаптически высвобожденного глутамата опосредовано через те же рецепторы, на которые влияет L-AP4?

На рисунке 3.3.3а показаны ТПСТ, полученные в ответ на серию из 5 стимулов с частотой 5 Гц. Наблюдается прогрессивное снижение амплитуды второго, третьего и т.д ТПСТ относительно амплитуды ТПСТ, полученного в ответ на первый стимул. Очевидно, что серия стимулов активировала не только ГАМКергические интернейроны, а так же глутаматергические афференты. По этой причине часть частотно-зависимой депрессии может возникать из-за активации пресинаптических метаботропных рецепторов группы III, расположенных на терминалях интернейронов, синаптически высвобождаемым глутаматом. В этом случае, частотно-зависимое снижение ТПСТ должно уменьшаться, если блокировать эти метаботропные рецепторы (von Gersdorff et al. 1997). Чтобы проверить эту гипотезу мы добавили в раствор Рингера MSOP (100 M), специфический антагонист mGluR группы III. Это вещество не оказало значительного эффекта на амплитуду первого ТПСТ, что говорит

Рис. 3.3.3 Депрессия ТПСТ, вызываемая серией низкочастотных стимулов, чувствительна к MSOP (100 μМ)

а, Оригинальные записи, полученные в одной интернейроне в ответ на серию из 5 стимулов при частоте 5 Гц. Жирная линия – контрольные значения. В присутствии MSOP (100 μМ) первый ТПСТ в серии оставался неизменным, а последующие увеличивались (тонкая линия), указывая на то, что часть частотно-зависимой депресии опосредована глутаматными метаботропными рецепторами группыIII. ТПСТ усреднены по 10 последовательным регистрациям. б, Усредненные результаты по 7 клеткам. Тонкие горизонталные линии на графике показывают средние значения отношений 5-го к 1-му ТПСТ до и во время аппликации MSOP. Результаты получены в присутствии APV (50 μМ) и NBQX (10 μМ).

об отсутствии тонической активации метаботропных рецепторов. Однако, соотношение амплитуды пятого ТПСТ к амплитуде первого (ТПСТ5/ТПСТ1) значительно увеличилось с 0,60 0,01 до 0,780,08 (p<0,05; n=7; Рис. 3.3.3б). Сходные изменения были обнаружены и для второго, третьего и четвертого ТПСТ, отнесенных к первому.

3.3.3 Глутамат опосредует гетеросинаптическую депрессию тпст

Эффект MSOP на частотно-зависимую депрессию свидетельствует в пользу того, что метаботропные рецепторы группы III выступают в роли детекторов спилловера глутамата от возбуждающих терминалей. Для получения более весомых доказательств верности этой гипотезы, мы провели дополнительные эксперименты по оценке гетеросинаптической депрессии моносинаптических ТПСТ. Мы использовали модифицированный протокол, который был ранее применен Мин-Ян Мином с соавторами (Min et al., 1999). Суть его заключалась в следующем. Один ("проксимальный") стимулирующий электрод устанавливался в непосредственной близости от интернейрона для того, что бы вызывать моносинаптический тестовый ТПСТ. Другой ("дистальный") электрод устанавливался так далеко от интернейрона, как это было возможно, в str.radiatum поля СА1 и использовался для высокочастотной стимуляции коллатералей Шаффера. Активация моносинаптически связанных интернейронов дистальным электродом, таким образом, сводилась к минимуму. Полисинаптическая активация интернейронов исключалась добавлением антагонистов ионотропных глутаматнергических рецепторов. На рисунке 3.3.4а показан эффект высокочастотной стимуляции (5 стимулов, 50 Гц) возбуждающих терминалей на амплитуду тестового ТПСТ в интернейронах. При этом была обнаружена небольшая, но статистически достоверная гетеросинаптическая депрессия. Амплитуда тестового

прокс. эл.

усилитель

дист. эл.

Рис. 3.3.4 Гетеросинаптическая депрессия ТПСТ, опосредованная ГАМК_Bи метаботропными рецепторами группы III

а, Расположение стимулирующих и регистрирующего электродов показано на левой панели рисунка. ТПСТ вызывался с помощью проксимального стимулирующего электрода. Этот ТПСТ регистрировался попеременно либо сам по себе (контрольный ТПСТ), либо после серии стимулов (5 стимулов 50 Гц) коллатералей Шаффера, производимых дистальным электродом (тестовый ТПСТ). Оригинальные записи получены с одного нейрона при усреднении 5 последовательных регистраций. Тестовый ТПСТ (жирная линия) был меньше, чем контрольный ТПСТ (тонкая линия). По причине того, что ионотропные рецепторы глутамата были блокированы, дистальная стимуляция не вызывала заметного синаптического тока.б, Амплитуда тестового ТПСТ (после стимуляции коллатералей), отнесенная к амплитуде контрольного. Аппликация CGP35548 (500М, CGP), антагониста ГАМК_Bрецепторов, снижала депрессию тестового ТПСТ. Последующее добавление MSOP, антагониста метаботропных глутаматных рецепторов группы III, обратимо подавляло остаточную депрессию. На графике представлены данные, усредненные по 10 нейронам.

ТПСТ (после стимуляции глутаматергических терминалей) была 86 1 % от контрольного ТПСТ (p<0,01; n=10).

Для оценки роли метаботропных рецепторов группы III, мы исследовали фармакологические свойства полученной гетеросинаптической депрессии. Поскольку известно, что в гиппокампе и мозжечке высвобождение ГАМК может оказывать внесинаптические эффекты (Dittman and Regehr 1997; Isaacson 2000; Isaacson et al. 1993), мы добавили антагонист ГАМК_Брецепторов CGP35348 (500M). Это вещество приводило к достоверному уменьшению гетеросинаптической депрессии (Рис. 3.3.4б). Отношение тестового ТПСТ к контрольному становилось 912 % (p<0,05 по сравнению с депрессией до CGP35348). Таким образом, ГАМК_Bрецепторы играют роль в гетеросинаптической депрессии ТПСТ. Затем, в присутствии CGP35348, мы добавили MSOP (100M). Это полностью и обратимо подавило остаточную депрессию (991 % отношение тестового ТПСТ к контрольному; p=0,007 по сравнению с депрессией до добавленияMSOP). Таким образом, большая часть полученной гетеросинаптической депрессии определялась активацией метаботропных глутаматергических рецепторов группы III.