3.4.9 Заключение

Таким образом, в данном разделе работы было показано:

1. Активация аксональных каинатных рецепторов приводит к деполяризации и снижению порога генерации аксональных потенциалов действия, также как и возникновению спонтанных ПД в интернейронах.

2. Разряды интернейронов приводят к увеличению частоты и средней амплитуды спонтанных ТПСТ, что объясняется увеличением в них пропорции мультиквантовых потенциал действия зависимых токов.

3. Активация каинатных рецепторов при аппликации каината усиливает как вызванные фазические ТПСТ, так и тонический ГАМКергический ток в интернейронах str.radiatum поля СА1 гиппокампа. Однако, в силу собственного взаимодействия между этими двумя типами торможения динамика этого усиления различна.

Результаты данной работы создают теоретическую базу для объяснения патологического (эпилептогенного) действия каината. Опосредованное каинатными рецепторами усиление ГАМКергической передачи в интернейронах принимает участие в подавлении ГАМКергического торможения пирамидных клеток. Как следствие, этот феномен может играть важную роль в эффекте каината как проконвульсанта и эксцитотоксина.

3.5 Оказывают ли метаботропные рецепторы группы III и каинатные рецепторы противоположное действие на гамКергическую передачу?

Исходя из представленных экспериментальных данных метаботропные рецепторы группы III и каинатные рецепторы должны оказывать противоположное действие на эффективность ГАМКергической передачи в интернейронах гиппокампального str.radiatum. Таким образом, оба эффекта могут подавить друг друга при физиологических условиях, когда ни один из классов рецепторов не блокирован фармакологически. Однако, существуют небольшие, но, по видимому, очень важные различия в механизмах модуляции ТПСТ этими двумя классами рецепторов, что приводит к предположению о комплиментарности эффектов их активации. Действие mGluR группы III объясняется прямым эффектом на высвобождение медиатора, что соответствует их расположению рядом с местом выброса ГАМК на пресинаптической терминали (Рис.3.5.1а). В соответствии с этим, было показано, что L-AP4 снижает частоту миниатюрных ТПСТ в интернейронах (Cossart et al. 2001b). Основной эффект каината это деполяризация аксонов интернейронов и облегчение возникновения в них потенциалов действия. Метаботропные рецепторы группы III, вероятно, будут подавлять как потенциал действия зависимое, так и потенциал действия независимое высвобождение ГАМК в синапах между интернейронами. Каинатные рецепторы, напротив, будут усиливать потенциал действия зависимы выброс ГАМК, но вероятно окажут лишь незначительный эффект на потенциал действия независимый выброс ГАМК. Таким образом, синхронная активация обоих типов рецепторов эндогенным глутаматом может “контрастировать” потенциал действия зависимые ТПСТ (“сигнал”)

б₁

б₂

б₃

Рис. 3.5.1 Фильтрация потенциал действия зависимых ТПСТ при совместной активации mGluR группы III и каинатных рецепторов

а, Схема активации синаптических метаботропных и аксональных каинатных рецепторов за счет спилловера глутамата. Каинатные рецепторы деполяризуют аксоны и облегчают проведение ПД, тогда как метаботропные снижают спонтанный выброс ГАМК. ИН - интернейрон; ПН – пирамидный нейрон; КШ – коллатерали Шаффера.б, Активация метаботропных рецепторов при аппликации L-AP4 (50 μМ) снижает частоту как низкоамплитудных (74 ± 10 % от базовых значений; p=0,038; n=5), так и мультиквантовых (53 ± 16 % от базовых значений; p=0,022; n=5) спонтанных ТПСТ (б₁). Активация каинатных рецепторов при аппликации каината производит значительно большее пропорциональное увеличение в частоте мультиквантовых (1104 ± 357 %; p=0,0078; n=6), чем низкоамплитудных (318 ± 52 %; p=0,0087; n=6) ТПСТ (б₂).б₃, Совместная активация этих двух типов рецепторов при одновременной аппликации каината и L-AP4 приводила к незначительным изменениям в частоте низкоамплитудных ТПСТ (157 ± 23 %; p=0,07; n=5) но значительно увеличивала мультиквантовые токи (612 ± 141 %; p=0,022; n=5).

по сравнению с потенциал действия независимыми миниатюрными ТПСТ, обеспечивающих фоновое торможение (“шум”). Это предположение обращает больше внимания к роли внесинаптических метаботропных и каинатных в обработке информации передаваемой по сети ГАМКергических интернейронов, чем к общему уровню возбудимости гиппокампа.

Не вполне очевидно как можно проверить гипотезу о том, что одновременная активация обоих типов внесинаптических рецепторов увеличивает коэффициент сигнал/шум ГАМКергической передачи в интернейронах за счет спилловера глутамата. Тем не менее, эффект синхронной активации mGluR группы III и каинатных рецепторов может быть исследован при совместной аппликации агонистов обоих рецепторов. На рисунке 3.5.1б показан эффект аппликаций 50 М L-AP4, 1 М каината и обоих вместе на частоту спонтанных ТПСТ регистрируемых в интернейронах. Записи были получены в интернейронах str.radiatum поля СА1 в присутствии антагонистов AMPA, NMDA и ГАМК_B рецепторов. В соответствии с предыдущими результатами, агонист mGluR группы III подавлял частоту спонтанных ТПСТ, тогда как каинат производил противоположный эффект. Когда агонисты добавлялись вместе, производимое каинатом усиление частоты доминировало над эффектом L-AP4. Мы попробовали разделить потенциал действия зависимые мультиквантовые ТПСТ (“сигнал”) и фоновые потенциал действия независимые ТПСТ (“шум”), подразделив их на маленькие и большие токи (разграничив на амплитуде 50 пА). Совместная аппликация обоих агонистов производила большее увеличение в больших, предположительно мультиквантовых, ТПСТ, по сравнению с маленькими в соответствии с гипотезой о том, что эти два класса рецепторов не имеют прямо противоположной роли в модуляции ГАМКергического торможения в гиппокампе.