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Transmisión Sináptica
Propiedades de la liberación del neurotransmisor
Relación entre el calcio y Liberación
Modulación de la liberación del NT
Plasticidad sináptica de corto término (STP)
Eleonora Katz
FSN 2016
Registro de potenciales sinápticos en un músculo
Mepps (potenciales postinápticos miniatura)
Intracellular recording
EPPs (potenciales postsinápticos
(synapticevocados)
potentials)
Con curare
Altero la postsinapsis /no se altera la
p de liberación de NT
Altero p
Liberación espontánea de ACh : potenciales miniatura
MEPPs
MEPP = 1 cuanto o paquete = 1
vesícula de ACh conteniendo ~
6000-10000 moléculas de ACh
Se activan ~ 3000 a 5000 canales
Fatt P, Katz B 1951
Liberación espontánea de neurotransmisor
Frecuencia de los MEPPs
Amplitud y cinética de los MEPPs
Estimulación con alto K+
Llenado /contenido de las vesículas de NT
Colinesterasas
Cambios en los receptores postisnápticos
ACCION BLOQUEANTE DE LA AGATOXINA
SOBRE LA FRECUENCIA DE POTENCIALES
MINIATURA EVOCADOS POR ALTO K+ EN LA PLACA NEUROMUSCULAR
Métodos para medir el contenido cuántico de la liberación evocada
Metodo directo:
Amplitud media de los
EPPs/ amplitud media de
los MEPPs
(no hay que asumir
niguna distribución)
Distribución binomial:
npq donde: n sitios de
liberación, p probabilidad
de cada sitio, q es la
varianza. Si p es muy
baja, la liberación se
puede ajustar a una
Distribución de Poisson:
Método de las fallas y del
coeficiente de variación
Bajo el supuesto de que la liberación de eventos sinápticos evocados sigue una distribución de Poisson, m se
puede calcular utilizando el ‘método de las fallas’ o el ‘método del coeficiente de variación’ (Del Castillo y Katz,
1954b) según:
Si la liberación de neurotransmisor sigue una distribución de Poisson, la probabilidad de que ocurra la liberación
de x vesículas en un estímulo está dada por la ecuación 1, donde m es el número de vesículas promedio que se
libera, es decir, el contenido cuántico. En el caso particular de que el número de vesículas liberadas sea cero (es
decir, se produzca una falla), la ecuación 1 se reduce a la ecuación 2. A su vez, podemos estimar la probabilidad de
ocurrencia de fallas como el número de veces que se producen fallas dividido el número de veces que se estimuló
(ecuación 2). Reordenando los dos último términos de la ecuación 2 se obtiene que la expresión de estimación de
m definido como ‘método de fallas’ (ecuación 3). Otra propiedad de la distribución de Poisson es que su media es
igual a su varianza, es decir, es igual a m (ecuación 4). Considerando que el coeficiente de variación (CV) es la
media dividida el desvío estándar (ecuación 5), se puede obtener una expresión de m en función de este valor
(ecuación 6). Esta última expresión se conoce como ‘método del coeficiente de variación’ para la estimación de m.
Ojo que la
convención está
al revés!!!
Vm = Ve-Vi
Estudian la relación entre el potencial de equilibrio de la corriente de placa y la [Na+]ext
Estudian la relación entre el potencial de equilibrio de la corriente de placa y la [K+]ext
Estudian cómo cambia la relación entre la amplitud de la corriente de placa y el Vm al
cambiar la [Cl-]ext.
Corriente de placa y potencial de placa
Potenciales excitatorios e inhibitorios
Sumación de potenciales postsinápticos
3D brain map reveals connections between
cells in nano-scale
This close-up image shows synapses in contact with a dendrite, which is the red object in
the centre. The white dots are synaptic vesicles inside axons. Photograph: Kasthuri et
al./Cell 2015
Kasthuri and colleague Jeff Lichtman’s team built a
system that automatically slices a subject brain into
thousands of thin sections. After staining the slices
to pick out different tissues, an electron microscope
was trained to take a pictures of each slice. A
computer then assigns different colours to individual
structures and knits the images together to produce
a 3D map.
Concentración fija de Mg2+ = 0.5 mM
Efecto del magnesio sobre la amplitud del EPP
1986
Relación entre la I Ca presináptica con la [Ca2+]ext
Relación entre el las corrientes postsinápticas y la [Ca2+]ext
Cuantificación y comparación de la dependencia de la Ipre y la Ipost con la [Ca2+]ext
Modulación de la transmisión sináptica
Katz&Elgoyhen 2014
Transmisión sináptica en la sinapsis MOC-CCIs
Vhold = -90 mV
sPSC
ePSC
Canales de calcio que median la liberacion de Ach en la sinapsis MOC-CCIs
Zorrilla de San Martin et al., 2010
Hay canales BK funcionales en los terminales MOC?
La activación de los BK está acoplada a los CCVD de tipo L?
Los CCVD de tipo L y los BK estan funcionalmente acoplados
Zorrilla de San Matin et al., 2010
ACh release at the MOC-IHC synapse is modulated by GABABR selective compounds
Wedemeyer et al., 2013
Functional GABA BR are
composed of two subunits
GABAB1 and GABAB2
KO for subunits 1a and 1b
R1a
R1b
1a1b -/No functional GABABR
KO for subunit 1a
1a-/Functional GABAB1b2R
KO for subunit 1b
1b-/Functional GABAB1a2R
Gassmann & Bettler, 2012
Baclofen fails to inhibit ACh release at MOC-IHC synapses from GABAB1-KO mice
Baclofen fails to inhibit ACh release in mice lacking the 1a GABABR isoform
Baclofen is able to inhibit ACh release in mice lacking the 1a GABABR isoform
Activation of GABABR modulate the activity of VGCC
Gassmann & Bettler, 2012
Which type/s
of VGCC
is being
byofGABA
P/Q-type
channels
aretargeted
the target
GABABRRactivation?
activation
B
Plasticidad sináptica de corto termino (STP)
Fioravante & Regher 2011
Multiples formas de STP coexisten en una dada sinapsis
En este experimento simulado se ilustran los distintos
procesos de plasticidad de corto término que pueden
producir cambios en una respuesta sináptica evocada a 0.5
Hz. Estos procesos se desencadenan por la aplicación de un
tren de estimulación a una frecuencia de 10 Hz por 10
segundos (indicado por el recuadro gris). En el panel
superior se observa el efecto total en la respuesta sináptica,
mientras que en los tres paneles inferiores se muestra un
detalle del curso temporal de los distintos fenómenos de
plasticidad individualizados. Notar que la facilitación
aumenta la amplitud de la respuesta rápidamente durante el
tren y decae rápidamente una vez terminado el mismo. La
PTP crece lentamente durante el tren y persiste luego de
terminado el estímulo. En este caso el efecto de la depresión
es menor, por lo que el efecto global de la estimulación de
alta frecuencia en esta sinapsis es un aumento en la fuerza
sináptica. (Adaptado de Zucker and Regehr, 2002)
Bajo calcio
Alto calcio (con curare)
Calcio normal
Facilitación por doble pulso
Depresión
NMJ
Plasticidad sináptica de corto término
Factores a tener en cuenta
Calcio presináptico
Pooles de vesículas sinápticas
Factores postsinápticos (sumación de las respuestas
postsinápticas , número y/o desensibilización de
receptores)
Depresión
Depleción del pool
Inactivación de los sitios de liberación
Inactivación de los canales de Calcio
Recuperación de la depresión (dependiente de calcio)
Facilitación
Calcio residual
Saturación de los buffers de Ca2+
Facilitación de la ICa