Gli organi sensoriali che fanno capo all'VIII nervo sono provvisti di sinapsi citoneurali fra le cellule cigliate meccanosensibili e le terminazioni nervose afferenti. La trasmissione sinaptica a livello di queste giunzioni non è stata finora adeguatamente studiata poiché le strutture interessate sono così fini che la derivazione endocellulare dei potenziali postsinaptici da un organo sensoriale labirintico è stata finora possibile solo nel sacculo del pesce rosso. E’ quindi interessante presentare i risultati di una ricerca preliminare nella quale sono stati derivati intracellularmente in condizioni di riposo i potenziali postsinaptici (EPSPs e spikes) nella cresta ampollare della rana. Una esatta valutazione dei potenziali postsinaptici è infatti una tappa indispensabile per poter raggiungere una completa conoscenza della funzione degli organi sensoriali labirintici. Gli esperimenti sono stati condotti su preparati isolati, impiegando microelettrodi di vetro a punta molto fine (impedenza 20-40 MΩ), riempiti con Citrato di K 2M. La distanza tra il punto di derivazione e le giunzioni sinaptiche era variabile a causa del decorso imprevedibile delle fibre sensoriali nella cresta ampollare, ma poteva essere valutata attorno ai 100-200 microm. L'impalamento di una unità sensoriale era segnato da uno slivellamento del tracciato di 10-80 mV (media 55 mV) mentre l'impedenza d'ingresso del circuito di derivazione saliva di 30-70 MΩ (media 50 MΩ). Le derivazioni rivelavano l'esistenza di un notevolissimo input a riposo, consistente di EPSPs e spikes. Non raramente gli EPSPs avevano una frequenza così elevata da arrivare ad una sommazione pressoché completa. Di questi, solo alcuni avevano un'ampiezza sufficiente (3-4 mV) da innescare uno spike propagato, cosicché a riposo la frequenza degli impulsi nelle singole unità variava da 0 a 23 cps. L'ampiezza degli spikes era in media 71 mV. Allo scopo di chiarire la natura dei potenziali derivati è stata eseguita la seguente serie di esperimenti, prendendo in considerazione solo le derivazioni perfettamente intracellulari, che venivano mantenute per 15-20 minuti. 1) La tetrodotossina applicata localmente ad una concentrazione di 10-7 g/ml sopprimeva irreversibilmente gli spikes ma non esercitava nessun effetto apparente sugli EPSPs. 2) Una debole corrente iperpolarizzante iniettata attraverso il microelettrodo di derivazione determinava un aumento dell'ampiezza sia degli spikes che degli EPSPs. Aumentando l'intensità della corrente iperpolarizzante, gli spikes venivano bloccati ed era possibile osservare EPSPs molto ampi e di lunga durata. Una corrente depolarizzante determinava invece una cospicua riduzione sia dell'ampiezza che della durata degli EPSPs. Nei primi istanti di applicazione la frequenza degli spikes era aumentata; la loro ampiezza tuttavia risultava considerevolmente diminuita. 3) Soluzioni nelle quali la concentrazione del K+ era aumentata (fino a 30 mM/l) determinavano un vistoso aumento in frequenza sia degli spikes che degli EPSPs, imputabile ad una depolarizzazione anche degli elementi presinaptici. Col procedere della perfusione si arrivava ad una sommazione parossistica degli EPSPs che preludeva al completo ma reversibile blocco del release. 4) Soluzioni in cui la concentrazione di Ca++ era ridotta (0,1 mM/l) e la concentrazione del Mg++ aumentata (8-10 mM/l) erano in grado di ridurre vistosamente l'ampiezza degli EPSPs e, dopo 2-3 minuti di perfusione, di ridurne anche la frequenza fino alla loro completa scomparsa. Sia l'ampiezza che la frequenza degli EPSPs si ripristinava prontamente col ritorno in Ringer normale. I potenziali postsinaptici sottoliminari scaricati a riposo nella cresta ampollare della rana dunque non sono analoghi ai « miniatura » calcio-indipendenti osservati nella placca neuromuscolare. Un'informazione più precisa sulle modalità con cui avviene la liberazione del mediatore chimico nella cresta ampollare potrebbe venire da un'analisi della distribuzione delle ampiezze degli EPSPs atta a dimostrare l'esistenza di un release di tipo quantale. Da un esame preliminare tuttavia è risultato difficile applicare quest'analisi per l'elevata convergenza dei segnali su ogni singolo assone, e per il diverso decadimento elettrotonico dei singoli EPSPs lungo il tratto di fibra interposto tra il punto di derivazione e le giunzioni.
Derivazione endocellulare dei potenziali postsinaptici da fibre del nervo ampollare della rana
ROSSI, Marialisa;
1975
Abstract
Gli organi sensoriali che fanno capo all'VIII nervo sono provvisti di sinapsi citoneurali fra le cellule cigliate meccanosensibili e le terminazioni nervose afferenti. La trasmissione sinaptica a livello di queste giunzioni non è stata finora adeguatamente studiata poiché le strutture interessate sono così fini che la derivazione endocellulare dei potenziali postsinaptici da un organo sensoriale labirintico è stata finora possibile solo nel sacculo del pesce rosso. E’ quindi interessante presentare i risultati di una ricerca preliminare nella quale sono stati derivati intracellularmente in condizioni di riposo i potenziali postsinaptici (EPSPs e spikes) nella cresta ampollare della rana. Una esatta valutazione dei potenziali postsinaptici è infatti una tappa indispensabile per poter raggiungere una completa conoscenza della funzione degli organi sensoriali labirintici. Gli esperimenti sono stati condotti su preparati isolati, impiegando microelettrodi di vetro a punta molto fine (impedenza 20-40 MΩ), riempiti con Citrato di K 2M. La distanza tra il punto di derivazione e le giunzioni sinaptiche era variabile a causa del decorso imprevedibile delle fibre sensoriali nella cresta ampollare, ma poteva essere valutata attorno ai 100-200 microm. L'impalamento di una unità sensoriale era segnato da uno slivellamento del tracciato di 10-80 mV (media 55 mV) mentre l'impedenza d'ingresso del circuito di derivazione saliva di 30-70 MΩ (media 50 MΩ). Le derivazioni rivelavano l'esistenza di un notevolissimo input a riposo, consistente di EPSPs e spikes. Non raramente gli EPSPs avevano una frequenza così elevata da arrivare ad una sommazione pressoché completa. Di questi, solo alcuni avevano un'ampiezza sufficiente (3-4 mV) da innescare uno spike propagato, cosicché a riposo la frequenza degli impulsi nelle singole unità variava da 0 a 23 cps. L'ampiezza degli spikes era in media 71 mV. Allo scopo di chiarire la natura dei potenziali derivati è stata eseguita la seguente serie di esperimenti, prendendo in considerazione solo le derivazioni perfettamente intracellulari, che venivano mantenute per 15-20 minuti. 1) La tetrodotossina applicata localmente ad una concentrazione di 10-7 g/ml sopprimeva irreversibilmente gli spikes ma non esercitava nessun effetto apparente sugli EPSPs. 2) Una debole corrente iperpolarizzante iniettata attraverso il microelettrodo di derivazione determinava un aumento dell'ampiezza sia degli spikes che degli EPSPs. Aumentando l'intensità della corrente iperpolarizzante, gli spikes venivano bloccati ed era possibile osservare EPSPs molto ampi e di lunga durata. Una corrente depolarizzante determinava invece una cospicua riduzione sia dell'ampiezza che della durata degli EPSPs. Nei primi istanti di applicazione la frequenza degli spikes era aumentata; la loro ampiezza tuttavia risultava considerevolmente diminuita. 3) Soluzioni nelle quali la concentrazione del K+ era aumentata (fino a 30 mM/l) determinavano un vistoso aumento in frequenza sia degli spikes che degli EPSPs, imputabile ad una depolarizzazione anche degli elementi presinaptici. Col procedere della perfusione si arrivava ad una sommazione parossistica degli EPSPs che preludeva al completo ma reversibile blocco del release. 4) Soluzioni in cui la concentrazione di Ca++ era ridotta (0,1 mM/l) e la concentrazione del Mg++ aumentata (8-10 mM/l) erano in grado di ridurre vistosamente l'ampiezza degli EPSPs e, dopo 2-3 minuti di perfusione, di ridurne anche la frequenza fino alla loro completa scomparsa. Sia l'ampiezza che la frequenza degli EPSPs si ripristinava prontamente col ritorno in Ringer normale. I potenziali postsinaptici sottoliminari scaricati a riposo nella cresta ampollare della rana dunque non sono analoghi ai « miniatura » calcio-indipendenti osservati nella placca neuromuscolare. Un'informazione più precisa sulle modalità con cui avviene la liberazione del mediatore chimico nella cresta ampollare potrebbe venire da un'analisi della distribuzione delle ampiezze degli EPSPs atta a dimostrare l'esistenza di un release di tipo quantale. Da un esame preliminare tuttavia è risultato difficile applicare quest'analisi per l'elevata convergenza dei segnali su ogni singolo assone, e per il diverso decadimento elettrotonico dei singoli EPSPs lungo il tratto di fibra interposto tra il punto di derivazione e le giunzioni.I documenti in SFERA sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
