otoaps - Autapse
Bir otoaps , bir nörondan kendi üzerine kimyasal veya elektriksel bir sinapstır . Ayrıca ile oluşturulan bir sinaps olarak tanımlanabilir akson kendi başına bir nöronun dendrit , in vivo ya da in vitro .
Tarih
"Autapse" terimi ilk olarak 1972'de Van der Loos ve Glaser tarafından icat edildi, onları tavşan oksipital korteksinin Golgi preparatlarında gözlemlerken , orijinal olarak neokorteks devresinin nicel bir analizini yürüttüler . Ayrıca 1970'lerde, köpek ve sıçan serebral korteksinde , maymun neostriatumunda ve kedi omuriliğinde otopsiler tanımlanmıştır .
2000 yılında, ilk olarak tekrarlayan sinir ağlarında kalıcılığı destekleyecek şekilde modellendiler . 2004 yılında, aynı model nöronda autaps olmadan bulunmayan salınım davranışı sergileyecek şekilde modellendiler . Daha spesifik olarak, nöron, tipik olarak serebral nöronlarda bulunan sivri patlama davranışını yansıtan, yüksek ateşleme hızları ve ateşleme bastırma arasında salınım yaptı . 2009'da, otoapslar ilk kez sürekli aktivasyonla ilişkilendirildi. Bu, bir sinir devresi içindeki uyarıcı otoapslar için olası bir işlev önerdi. 2014 yılında, elektriksel otoapsların bir sinir modeli ağında kararlı hedef ve spiral dalgalar ürettiği gösterildi . Bu, ağdaki nöronların toplu davranışlarını uyarma ve düzenlemede önemli bir rol oynadıklarını gösterdi. 2016 yılında bir rezonans modeli sunuldu.
Otopsiler, araştırmacıların N -metil-D-aspartat reseptörü (NMDAR) antagonistlerinin sinaptik ve ekstrasinaptik NMDAR'ları nasıl etkilediğini incelemek gibi nicel karşılaştırmalar yapmalarına yardımcı olmak için "aynı hücre" koşullarını simüle etmek için kullanılmıştır .
oluşum
Son zamanlarda, zehirleme veya iyon kanallarını engelleme ile indüklenen aksonal yaralanma vakalarında olduğu gibi, nöronal sinyal iletim blokajının bir sonucu olarak otoapsların oluşabileceği öne sürülmüştür. Dallantıların soma bir yardımcı akson ek olarak nöronun sinyal iletimi düzeltmek yardımına bir autapse oluşturmak üzere gelişebilir.
Yapı ve işlev
Otopsiler , tıpkı geleneksel sinaps benzerleri gibi, glutamat salan (uyarıcı) veya GABA salan (inhibe edici) olabilir. Benzer şekilde, otoapslar doğası gereği elektriksel veya kimyasal olabilir.
Genel olarak konuşursak, otopsilerdeki negatif geri besleme, uyarılabilir nöronları engelleme eğilimindeyken, pozitif geri besleme sessiz nöronları uyarabilir.
İnhibitör autapses uyarılması endüklemese de hiperpolarize önleyici sinaptik sonrası potansiyeller içinde internöronlar arasında tabaka V neokortikal dilim, bu etki uyarım gösterilmiştir. Otopsileri engellemek için bir GABA-antagonisti kullanıldığında, birinci depolarizasyon adımını takiben hemen sonraki ikinci depolarizasyon adımının olasılığı arttı. Bu, otoapsların, yakın zamanlı iki depolarizasyon adımından ikincisini baskılayarak hareket ettiğini ve bu nedenle, bu hücreler üzerinde geri besleme inhibisyonu sağlayabileceklerini göstermektedir. Bu mekanizma, potansiyel olarak şant inhibisyonunu da açıklayabilir .
Hücre kültüründe, otopsilerin , Aplysia'da gıda-tepki davranışına önemli ölçüde katkıda bulunan B31/B32 nöronlarının uzun süreli aktivasyonuna katkıda bulunduğu gösterilmiştir . Bu, otoapsların olumlu geribildirime aracılık etmede rol oynayabileceğini düşündürmektedir. B31/B32 otoapsının, nöronun depolarize durumunun sürdürülmesine yardımcı olduğuna inanılmasına rağmen, nöronun aktivitesini başlatmada bir rol oynayamadığını belirtmek önemlidir. Otoapsların depolarizasyonu ne ölçüde sürdürdüğü, özellikle nöral devrenin diğer bileşenleri (yani B63 nöronları) de depolarizasyon boyunca güçlü sinaptik girdi sağlayabildiği için belirsizliğini koruyor. Ek olarak, otoapsların B31/B32 nöronlarına hızlı bir şekilde repolarizasyon yeteneği sağladığı öne sürülmüştür . Bekkers (2009), otopsilerin katkısının özel olarak bloke edilmesinin ve ardından bloke edilmiş otopsiler olsun ya da olmasın farklılıkların değerlendirilmesinin otoapsların işlevini daha iyi aydınlatabileceğini öne sürmüştür.
Hindmarsh-Rose (HR) model nöronları, otoaps olmadan kaotik , düzenli ani artış , durgun ve periyodik patlama ateşleme modelleri göstermiştir. Elektriksel bir otoapsın devreye girmesiyle, periyodik durum kaotik duruma geçer ve daha büyük bir otoaptik yoğunluk ve zaman gecikmesi ile frekansı artan alternatif bir davranış sergiler. Öte yandan, uyarıcı kimyasal otoapslar genel kaotik durumu iyileştirdi. Kaotik durum, inhibitör kimyasal otoapslarla nöronlarda azaltıldı ve bastırıldı. Otopsisi olmayan HR model nöronlarda, ateşleme paterni, DC akımı arttıkça sessizden periyodik ve daha sonra kaotik hale geldi. Genel olarak, otoapslara sahip İK modeli nöronları, önceki ateşleme düzeninden bağımsız olarak herhangi bir ateşleme düzenine geçme yeteneğine sahiptir.
yer
Neokorteks, substantia nigra ve hipokampus gibi çeşitli beyin bölgelerinden gelen nöronların otopsiler içerdiği bulunmuştur.
Otopsilerin , kedi görsel korteksinin GABAerjik sepet ve dendrit hedefli hücrelerinde , dikenli stellat , çift buket ve piramidal hücrelere kıyasla nispeten daha fazla olduğu gözlenmiştir , bu da nöronun kendi kendine innervasyonunun derecesinin hücreye özgü olduğunu düşündürmektedir. Ek olarak, dendrit hedefli hücre otoapsları, sepet hücre otopsilerine kıyasla ortalama olarak somadan daha uzaktı.
Gelişmekte olan sıçan neokortekslerindeki tabaka V piramidal nöronlarının %80'i, ana apikal dendritlerden ziyade bazal dendritlerde ve apikal eğik dendritlerde daha fazla bulunan otoaptik bağlantılar içeriyordu . Aynı hücre tipinin sinaptik bağlantılarının dendritik konumları, otoaptiklerinkine benzerdi, bu da otoaptik ve sinaptik ağların ortak bir oluşum mekanizmasını paylaştığını düşündürdü.
Hastalık etkileri
1990'larda, paroksismal depolarizan kayma tipi interiktal epileptiform deşarjların, mikrokültürde yetiştirilen soliter uyarıcı hipokampal sıçan nöronları için öncelikle otoaptik aktiviteye bağlı olduğu öne sürülmüştür.
Daha yakın zamanlarda, inatçı epilepsisi olan hastaların insan neokortikal dokularında, hızlı spiking (FS) nöronlarının GABAerjik çıktı otoapslarının, hem epileptik olmayan dokuya hem de FS'yi içeren diğer sinaps türlerine kıyasla daha güçlü asenkron salınım (AR) olduğu gösterilmiştir. nöronlar. Çalışma, bir sıçan modeli kullanılarak da benzer sonuçlar buldu. FS nöronlarındaki aksiyon potansiyeli amplitüdüne ek olarak artık Ca2+ konsantrasyonundaki bir artışın, epileptik dokunun AR'sindeki bu artışa neden olduğu öne sürülmüştür. Anti-epileptik ilaçlar, FS nöron otopsilerinde yaygın olarak ortaya çıkan bu GABA AR'sini potansiyel olarak hedefleyebilir.
İlaçların etkileri
Bir kullanma glia-koşullu ortamı tedavi glia içermeyen, saflaştırılmış sıçan için , retinal ganglion mikro-belirgin bir kontrol ile karşılaştırıldığında nöron başına autapses sayısını arttırmak için gösterilmiştir. Bu, gliadan türetilen çözünür, proteinaz K'ya duyarlı faktörlerin, sıçan retinal ganglion hücrelerinde otoaps oluşumunu indüklediğini gösterir.