✖


Jump to content

Длительная депрессия

(Перенаправлено из «Долговременная депрессия »)
Не путать с хронической депрессией (психическим расстройством) или долгой депрессией (экономической депрессией).

В нейрофизиологии , долговременная депрессия ( ДД ) представляет собой зависимое от активности снижение эффективности нейрональных синапсов продолжающееся несколько часов или дольше после длительного шаблонного стимула. LTD возникает во многих областях ЦНС с различными механизмами в зависимости от региона мозга и прогресса развития. [ 1 ]

Как процесс, противоположный долговременной потенциации (LTP), LTD является одним из нескольких процессов, которые служат для избирательного ослабления определенных синапсов, чтобы конструктивно использовать усиление синапсов, вызванное LTP. Это необходимо, потому что, если позволить синапсам продолжать увеличиваться в силе, в конечном итоге они достигнут максимального уровня эффективности, что будет препятствовать кодированию новой информации. [ 2 ] И LTD, и LTP являются формами синаптической пластичности .

Характеристика

[ редактировать ]

Лучше всего охарактеризованы LTD в гиппокампе и мозжечке, но есть и другие области мозга, в которых механизмы LTD понятны. [ 1 ] Также было обнаружено, что LTD возникает в разных типах нейронов, которые выделяют различные нейротрансмиттеры, однако наиболее распространенным нейромедиатором, участвующим в LTD, является L-глутамат. L-глутамат действует на рецепторы N-метил-D-аспартата ( NMDAR ), рецепторы α-амино-3-гидрокси-5-метилизоксазол-4-пропионовой кислоты ( AMPAR ), каинатные рецепторы ( KAR ) и метаботропные рецепторы глутамата ( mGluRs ) во время LTD. Это может быть результатом сильной синаптической стимуляции (как происходит в мозжечка клетках Пуркинье ) или постоянной слабой синаптической стимуляции (как в гиппокампе ). Долгосрочное потенцирование (LTP) является процессом, противоположным LTD; это длительное увеличение синаптической силы. В совокупности LTD и LTP являются факторами, влияющими на синаптическую пластичность нейронов. Считается, что LTD возникает главным образом в результате снижения плотности постсинаптических рецепторов , хотя снижение высвобождения пресинаптических нейромедиаторов также может играть определенную роль. Было высказано предположение, что Cerebellar LTD важен для моторного обучения . Однако вполне вероятно, что свою роль играют и другие механизмы пластичности. Hippocampal LTD может быть важен для очистки старых следов памяти. [ 3 ] [ 4 ] LTD гиппокампа/кортикального слоя может зависеть от NMDA-рецепторов , метаботропных рецепторов глутамата (mGluR) или эндоканнабиноидов . [ 5 ] Результатом лежащего в основе молекулярного механизма-LTD в мозжечке является фосфорилирование глутаматных рецепторов AMPA и их элиминация с поверхности синапса параллельного волокна - клетки Пуркинье (PF-PC). [ 6 ]

Нейронный гомеостаз

[ редактировать ]

Для нейронов очень важно поддерживать переменный диапазон нейронального выхода. Если бы синапсы подкреплялись только положительной обратной связью , они в конечном итоге пришли бы к состоянию полного бездействия или слишком большой активности. Чтобы нейроны не становились статичными, существуют две регуляторные формы пластичности, обеспечивающие отрицательную обратную связь : метапластичность и масштабирование. [ 7 ] Метапластичность выражается как изменение способности провоцировать последующую синаптическую пластичность, включая LTD и LTP . [ 8 ] Модель Биненстока , Купера и Манро (модель BCM) предполагает, что существует определенный порог, при котором уровень постсинаптического ответа ниже порога приводит к LTD, а выше - к LTP. Теория BCM далее предполагает, что уровень этого порога зависит от среднего уровня постсинаптической активности. [ 9 ] Было обнаружено, что масштабирование происходит, когда сила всех возбуждающих входов нейрона увеличивается или уменьшается. [ 10 ] LTD и LTP совпадают с метапластичностью и синаптическим масштабированием для поддержания правильной функции нейронной сети.

Общие формы ООО

[ редактировать ]

Длительную депрессию можно описать либо как гомосинаптическую пластичность , либо как гетеросинаптическую пластичность . Гомосинаптическая LTD ограничена отдельным синапсом, который активируется низкочастотным стимулом. [ 11 ] Другими словами, эта форма LTD зависит от активности, поскольку события, вызывающие ослабление синапсов, происходят в том же самом синапсе, который активируется. Гомосинаптическая LTD также ассоциативна, поскольку она коррелирует активацию постсинаптического нейрона с возбуждением пресинаптического нейрона. [ 2 ] Гетеросинаптическая LTD, напротив, возникает в синапсах, которые не потенцируются или неактивны. Ослабление синапса не зависит от активности пресинаптических или постсинаптических нейронов в результате срабатывания отдельного модуляторного интернейрона. Таким образом, эта форма LTD воздействует на синапсы рядом с теми, которые получают потенциалы действия . [ 11 ]

Механизмы, ослабляющие синапсы

[ редактировать ]

Гиппокамп

[ редактировать ]

LTD влияет на синапсы гиппокампа между коллатералями Шаффера и пирамидными клетками CA1. LTD в синапсах коллатерального CA1 Шаффера зависит от времени и частоты притока кальция. [ 12 ] LTD возникает в этих синапсах, когда коллатерали Шаффера многократно стимулируются в течение длительных периодов времени (10–15 минут) на низкой частоте (приблизительно 1 Гц). [ 2 ] депрессивные возбуждающие постсинаптические потенциалы (ВПСП) В результате этого конкретного паттерна стимуляции возникают . Величина сигнала кальция в постсинаптической клетке во многом определяет, произойдет ли LTD или LTP . Зависимая от NMDA-рецептора LTD индуцируется умеренным повышением постсинаптического уровня кальция. [ 13 ] Когда Ка 2+ вход ниже порога, ведет к LTD [ нужна ссылка ] . Пороговый уровень в области CA1 находится на скользящей шкале, которая зависит от истории синапса. Если синапс уже подвергся LTP, порог повышается, увеличивая вероятность того, что приток кальция приведет к LTD. Таким образом, система «отрицательной обратной связи» поддерживает синаптическую пластичность. [ 12 ] Активация глутаматных рецепторов NMDA-типа , которые относятся к классу ионотропных глутаматных рецепторов (iGluRs), необходима для входа кальция в постсинаптическую клетку CA1. [ 14 ] Изменение напряжения обеспечивает ступенчатый контроль постсинаптического Са. 2+ регулируя NMDAR-зависимый Ca 2+ influx, ответственный за создание LTD. [ 15 ]

В то время как LTP частично возникает из-за активации протеинкиназ , которые впоследствии фосфорилируют белки-мишени, LTD возникает из-за активации кальций-зависимых фосфатаз, которые дефосфорилируют белки-мишени. Селективная активация этих фосфатаз путем изменения уровня кальция может быть ответственна за различные эффекты кальция, наблюдаемые во время LTD. [ 2 ] Активация постсинаптических фосфатаз вызывает интернализацию синаптических АМРА-рецепторов (также типа iGluR) в постсинаптическую клетку посредством механизмов эндоцитоза, покрытых клатрином , тем самым снижая чувствительность к глутамату, высвобождаемому коллатеральными терминалями Шаффера. [ 2 ]

Модель механизмов депотенциации и LTD de novo.

Мозжечок

[ редактировать ]

LTD происходит в синапсах мозжечка нейронов Пуркинье , которые получают две формы возбуждающего сигнала: один от одного лазающего волокна и один от сотен тысяч параллельных волокон . LTD снижает эффективность передачи синапсов параллельных волокон, хотя, согласно недавним данным, он также ухудшает передачу синапсов восходящих волокон. [ 2 ] Для возникновения LTD должны быть одновременно активированы как параллельные, так и восходящие волокна. Однако, что касается высвобождения кальция, лучше всего, если параллельные волокна активируются за несколько сотен миллисекунд до лазящих волокон. В одном из путей терминали параллельных волокон высвобождают глутамат для активации АМРА и метаботропных рецепторов глутамата в постсинаптических клетках Пуркинье. Когда глутамат связывается с рецептором AMPA, мембрана деполяризуется. Связывание глутамата с метаботропным рецептором активирует фосфолипазу C ( PLC ) и производит диацилглицерин ( DAG ) и инозитолтрифосфат ( IP3 ) вторичные мессенджеры . По пути, инициируемому активацией лазающих волокон, кальций поступает в постсинаптическую клетку через потенциалзависимые ионные каналы , повышая внутриклеточные уровни кальция. Вместе DAG и IP3 усиливают повышение концентрации кальция, воздействуя на чувствительные к IP3 рецепторы, вызывая высвобождение кальция из внутриклеточных запасов, а также активацию протеинкиназы C ( PKC ) (которая осуществляется совместно кальцием и DAG). PKC фосфорилирует АМРА-рецепторы, что способствует их диссоциации от каркасных белков постсинаптической мембраны и последующей интернализации. При потере АМРА-рецепторов реакция постсинаптических клеток Пуркинье на высвобождение глутамата из параллельных волокон подавляется. [ 2 ] Запуск кальция в мозжечке является критическим механизмом, участвующим в долгосрочной депрессии. Параллельные окончания волокон и лазящие волокна работают вместе в петле положительной обратной связи, вызывая высокое высвобождение кальция. [ 16 ] LTD участвует в прогнозирующем контроле, осуществляемом мозжечковыми схемами и мозжечковым резервом. [ 17 ]

Что 2+ участие

[ редактировать ]

Дальнейшие исследования определили роль кальция в индукции долгосрочной депрессии. В то время как другие механизмы длительной депрессии исследуются, роль кальция в LTD является определенным и хорошо понятным механизмом учёных. Высокие концентрации кальция в постсинаптических клетках Пуркинье необходимы для индукции длительной депрессии. Существует несколько источников передачи сигналов кальция, которые вызывают LTD: лазящие волокна и параллельные волокна, которые сходятся к клеткам Пуркинье. Передача сигналов кальция в постсинаптических клетках включает как пространственное, так и временное перекрытие высвобождения кальция, индуцированного восходящими волокнами, в дендриты, а также высвобождение кальция, индуцируемое параллельными волокнами, mGluR и IP3. В лазящих волокнах деполяризация, опосредованная AMPAR, вызывает потенциал регенеративного действия, который распространяется на дендриты и генерируется потенциалзависимыми кальциевыми каналами. В сочетании с PF-опосредованной активацией mGluR1 приводит к индукции LTD. [ 18 ] В параллельных волокнах GluR активируются за счет постоянной активации параллельных волокон, что косвенно побуждает IP3 связываться с его рецептором (IP3) и активировать высвобождение кальция из внутриклеточного хранилища. При индукции кальция существует петля положительной обратной связи для регенерации кальция при длительной депрессии. Лазящие и параллельные волокна должны быть активированы вместе, чтобы деполяризовать клетки Пуркинье и одновременно активировать mGlur1. [ 19 ] Время также является критически важным компонентом для CF и PF: лучшее высвобождение кальция предполагает активацию PF за несколько сотен миллисекунд до активности CF. [ 16 ]

AMPAR-фосфорилирование

[ редактировать ]

В мозжечке имеется ряд сигнальных каскадов МАРК, которые играют решающую роль в LTD мозжечка. Каскад MAPK важен для обработки информации в нейронах и других типах клеток. Каскад включает в себя MAPKKK, MAPKK и MAPK. Каждый из них дважды фосфорилируется другим: MAPKKK дважды фосфорилирует MAPKK и, в свою очередь, дважды фосфорилирует MAPK. Существует петля положительной обратной связи, которая возникает в результате одновременного поступления сигналов от PF-CF и увеличивает DAG и Ca. 2+ в дендритных шипиках Пуркинье. Кальций и DAG активируют обычную PKC (cPKC), которая затем активирует MAPKKK и остальную часть каскада MAPK. Активированные МАПК и Са 2+ активируйте PLA2, AA и cPKC, создавая петлю положительной обратной связи. Индуцированная cPKC фосфорилирует АМРА-рецепторы и в конечном итоге удаляется из постсинаптической мембраны посредством эндоцитоза. Время на этот процесс составляет около 40 минут. В целом величина LTD коррелирует с фосфорилированием AMPAR. [ 6 ]

полосатое тело

[ редактировать ]

Механизмы LTD различаются в двух субрегионах полосатого тела . [ 1 ] LTD индуцируется в кортикостриатальных средних шиповатых нейронов синапсах в дорсальном полосатом теле высокочастотным стимулом в сочетании с постсинаптической деполяризацией, коактивацией дофаминовых рецепторов D1 и D2 и рецепторов mGlu группы I , отсутствием активации рецептора NMDA и активацией эндоканнабиноидов . [ 1 ]

В прелимбической коре полосатого тела установлены три формы ЛТД. [ 1 ] Механизм первого аналогичен CA1 -LTD: низкочастотный стимул индуцирует LTD путем активации NMDA-рецепторов с постсинаптической деполяризацией и усилением постсинаптического притока кальция. [ 1 ] Второй инициируется высокочастотным стимулом и управляется пресинаптическим рецептором mGlu 2 или 3, что приводит к долгосрочному снижению участия кальциевых каналов P/Q-типа в высвобождении глутамата . [ 1 ] Третья форма LTD требует эндоканнабиноидов , активации рецепторов mGlu и повторяющейся стимуляции глутаматергических волокон (13 Гц в течение десяти минут), что приводит к долгосрочному снижению пресинаптического высвобождения глутамата . [ 1 ] Предполагается, что ЛТД в ГАМКергических нейронах полосатого тела приводит к долговременному снижению тормозного воздействия на базальные ганглии , влияя на сохранение двигательных навыков. [ 1 ]

Зрительная кора

[ редактировать ]

Длительная депрессия также наблюдалась в зрительной коре , и предполагается, что она участвует в доминировании глаз . [ 1 ] Повторяющаяся низкочастотная стимуляция слоя IV зрительной коры или белого вещества зрительной коры вызывает LTD в слое III. [ 20 ] В этой форме LTD низкочастотная стимуляция одного пути приводит к LTD только для этого входного сигнала, что делает его гомосинаптическим . [ 20 ] Этот тип LTD аналогичен тому, который обнаруживается в гиппокампе , поскольку он запускается небольшим повышением постсинаптических ионов кальция и активацией фосфатаз . [ 20 ] Также было обнаружено, что LTD возникает таким же образом на уровне II. [ 1 ] В LTD действует другой механизм, который происходит в слое V. В слое V LTD требует низкочастотной стимуляции, передачи эндоканнабиноидных сигналов и активации пресинаптических NR2B-содержащих NMDA-рецепторов . [ 1 ]

Было обнаружено, что парная импульсная стимуляция (ППС) индуцирует форму гомосинаптической ЛПД в поверхностных слоях зрительной коры при воздействии на синапс карбахола (КХ) и норадреналина (НЭ). [ 21 ]

Величина этого LTD сравнима с той, которая возникает в результате низкочастотной стимуляции, но с меньшим количеством импульсов стимуляции (40 импульсов в секунду на 900 низкочастотных стимуляций). [ 21 ] Предполагается, что эффект NE заключается в контроле усиления гомосинаптической LTD, зависимой от рецептора NMDA. [ 21 ] Предполагается, что, как и норэпинефрин, ацетилхолин контролирует усиление гомосинаптической LTD, зависимой от рецептора NMDA, но он, вероятно, также является промотором дополнительных механизмов LTD. [ 21 ]

Префронтальная кора

[ редактировать ]

Нейромедиатор серотонин участвует в индукции LTD в префронтальной коре (ПФК) . Серотониновая система в ПФК играет важную роль в регуляции когнитивных функций и эмоций. Серотонин в сотрудничестве с агонистом метаботропных глутаматных рецепторов I группы (mGluR) способствует индукции LTD за счет увеличения интернализации АМРА-рецептора. Этот механизм, возможно, лежит в основе роли серотонина в контроле когнитивных и эмоциональных процессов, которые опосредует синаптическая пластичность нейронов ПФК. [ 22 ]

Периринальная кора

[ редактировать ]

Вычислительные модели предсказывают, что LTD увеличивает емкость памяти распознавания по сравнению с LTP в периринальной коре , и это предсказание подтверждается экспериментами по блокированию рецепторов нейромедиаторов . [ 1 ] Предполагается, что в периринальной коре существует несколько механизмов памяти. [ 1 ] Точные механизмы до конца не изучены, однако части механизмов были расшифрованы. Исследования показывают, что один из механизмов LTD периринальной коры включает рецепторы NMDA групп I и II и рецепторы mGlu через 24 часа после стимула. [ 1 ] Другой механизм LTD включает рецепторы ацетилхолина и каинатные рецепторы гораздо раньше, примерно через 20–30 минут после стимула. [ 1 ]

Роль эндоканнабиноидов

[ редактировать ]

Эндоканнабиноиды влияют на долговременные процессы пластичности в различных частях мозга, служа как регуляторами путей, так и необходимыми ретроградными мессенджерами при определенных формах ЛТД. Что касается ретроградной передачи сигналов, каннабиноидные рецепторы широко функционируют по всему мозгу, осуществляя пресинаптическое торможение. Было показано, что ретроградная передача сигналов эндоканнабиноидов влияет на LTD в кортикостриатальных синапсах и глутаматергических синапсах в прелимбической коре прилежащего ядра (NAc) , а также участвует в зависимом от времени спайков LTD в зрительной коре . Эндоканнабиноиды участвуют в LTD тормозных входов (LTDi) в базолатеральном ядре миндалевидного тела (BLA), а также в лучистом слое гиппокампа. Кроме того, эндоканнабиноиды играют важную роль в регуляции различных форм синаптической пластичности. Они участвуют в ингибировании LTD в синапсах нейронов Пуркинье параллельных волокон в мозжечке и зависимом от рецептора NMDA LTD в гиппокампе. [ 23 ]

Пластичность всплеска, зависящая от времени

[ редактировать ]

Пластичность, зависящая от времени спайка ( STDP ), относится к времени возникновения пресинаптических и постсинаптических потенциалов действия. STDP — это форма нейропластичности , при которой изменение времени пресинаптических и постсинаптических спайков в миллисекундном масштабе вызывает различия в постсинаптическом Ca. 2+ сигналы, вызывающие либо LTP , либо LTD. LTD возникает, когда постсинаптические спайки опережают пресинаптические спайки на 20-50 мс. [ 24 ] на целых клетках Эксперименты с использованием патч-клампа «in vivo» показывают, что задержки после ведущего предспайка вызывают синаптическую депрессию. [ 24 ] LTP индуцируется, когда высвобождение нейромедиатора происходит за 5–15 мс до обратного потенциала действия , тогда как LTD индуцируется, когда стимул возникает через 5–15 мс после обратного потенциала действия. [ 25 ] Существует окно пластичности: если пресинаптические и постсинаптические спайки расположены слишком далеко друг от друга (т. е. на расстоянии более 15 мс), вероятность пластичности мала. [ 26 ] Возможное окно для LTD шире, чем для LTP. [ 27 ] – хотя важно отметить, что этот порог зависит от синаптической истории.

Когда срабатывание постсинаптического потенциала действия происходит до пресинаптического афферентного срабатывания, одновременно стимулируются как пресинаптические эндоканнабиноидные (CB1) рецепторы, так и NMDA-рецепторы. Постсинаптическая стимуляция снижает уровень Mg. 2+ блокировать NMDA-рецепторы. Постсинаптическая деполяризация утихнет к моменту возникновения ВПСП, позволяя Mg 2+ вернуться к своему ингибирующему сайту связывания. Таким образом, приток Ca 2+ в постсинаптической клетке снижается. Рецепторы CB1 определяют уровни постсинаптической активности посредством ретроградного высвобождения эндоканнабиноидов. [ 28 ]

STDP избирательно усиливает и консолидирует отдельные синаптические модификации (сигналы), подавляя при этом глобальные (шум). Это приводит к увеличению соотношения сигнал/шум в корковых сетях человека, что облегчает обнаружение соответствующих сигналов во время обработки информации у людей. [ 29 ]

Двигательное обучение и память

[ редактировать ]

Уже давно предполагается, что долговременная депрессия является важным механизмом моторного обучения и памяти . Считается, что LTD мозжечка приводит к двигательному обучению, а LTD гиппокампа способствует ухудшению памяти. Однако недавние исследования показали, что LTD гиппокампа может не действовать как противоположность LTP, а вместо этого может способствовать формированию пространственной памяти. [ 30 ] Хотя LTD в настоящее время хорошо изучен, эти гипотезы о его вкладе в двигательное обучение и память остаются спорными. [ 31 ]

Исследования связали дефицит LTD мозжечка с нарушением двигательного обучения. В одном исследовании мыши, мутантные по метаботропному глутаматному рецептору 1, сохраняли нормальную анатомию мозжечка, но имели слабую LTD и, следовательно, нарушали двигательное обучение. [ 32 ] Однако взаимосвязь между LTD мозжечка и двигательным обучением серьезно поставлена ​​под сомнение. Исследование на крысах и мышах показало, что нормальное двигательное обучение происходит, в то время как LTD клеток Пуркинье предотвращается гидрохлоридом (1R-1-бензотиофен-5-ил-2[2-диэтиламино)-этокси] этанола (T-588). [ 33 ] Аналогичным образом, LTD у мышей был нарушен с помощью нескольких экспериментальных методов без каких-либо заметных нарушений в двигательном обучении или производительности. [ 34 ] В совокупности все это позволяет предположить, что корреляция между LTD мозжечка и двигательным обучением могла быть иллюзорной.

Исследования на крысах установили связь между LTD в гиппокампе и памятью . В одном исследовании крыс подвергали воздействию новой среды, и гомосинаптическая пластичность (LTD) в CA1 . наблюдалась [ 30 ] После того как крыс вернули в исходную среду, активность LTD была потеряна. Было обнаружено, что если крысам подвергали воздействию новизны, электрическая стимуляция, необходимая для подавления синаптической передачи, была более низкой частоты, чем без новизны. [ 30 ] Когда крысу поместили в новую среду, ацетилхолин высвободился в гиппокампе из медиального волокна перегородки , что привело к LTD в CA1 . [ 30 ] Таким образом, был сделан вывод, что ацетилхолин облегчает LTD в CA1 . [ 30 ]

LTD коррелирует с пространственным обучением крыс и имеет решающее значение для формирования полной пространственной карты. [ 35 ] Было высказано предположение, что LTD и LTP работают вместе для кодирования различных аспектов пространственной памяти. [ 35 ] [ 36 ]

Новые данные свидетельствуют о том, что LTP кодирует пространство, тогда как LTD кодирует его характеристики. [ 36 ] В частности, считается, что кодирование опыта происходит в иерархии. Кодирование нового пространства является приоритетом LTP, тогда как информация об ориентации в пространстве может кодироваться LTD в зубчатой ​​извилине , а более мелкие детали пространства могут кодироваться LTD в CA1 . [ 35 ]

Кокаин как модель ЛТД в наркозависимости

[ редактировать ]

Считается, что вызывающее привыкание свойство кокаина возникает в прилежащем ядре (NAc). [ 37 ] После хронического употребления кокаина количество АМРА-рецепторов по сравнению с NMDA-рецепторами уменьшается в средних шипистых нейронах оболочки NAc. [ 37 ] Считается , что это снижение количества АМРА-рецепторов происходит по тому же механизму, что и NMDAR-зависимый LTD, поскольку эта форма пластичности снижается после употребления кокаина. [ 37 ] После этого количество АМРА-рецепторов в нейронах NAc увеличивается во время отмены . Возможно, это связано с гомеостатическим синаптическим масштабированием. [ 37 ] Это увеличение количества АМРА-рецепторов вызывает повышенную возбудимость нейронов NAc (ГАМКергические MSN). [ 37 ] Это приводит к увеличению высвобождения ГАМК за счет проекций из NAc в вентральную покрышку (VTA), что дофаминергических снижает вероятность срабатывания нейронов в VTA и, таким образом, приводит к симптомам абстиненции . [ 37 ]

Текущие исследования

[ редактировать ]

Исследования роли LTD в неврологических расстройствах, таких как болезнь Альцгеймера (БА), продолжаются. Было высказано предположение, что снижение NMDAR-зависимой LTD может быть связано с изменениями не только в постсинаптических AMPAR, но и в NMDAR, и эти изменения, возможно, присутствуют при ранних и легких формах деменции альцгеймеровского типа . [ 38 ]

Кроме того, исследователи недавно открыли новый механизм (который включает в себя LTD), связывающий растворимый бета-амилоидный белок (Aβ) с синаптическим повреждением и потерей памяти, связанными с болезнью Альцгеймера. Хотя роль Aβ в регуляции LTD до конца не изучена, было обнаружено, что растворимый Aβ облегчает LTD гиппокампа и опосредован уменьшением рециркуляции глутамата в синапсах гиппокампа. Предполагается, что избыток глутамата способствует прогрессирующей гибели нейронов, связанной с болезнью Альцгеймера. Доказательства того, что растворимый Aβ усиливает LTD посредством механизма, включающего измененное поглощение глутамата в синапсах гиппокампа, имеет важное значение для инициации синаптической недостаточности при AD и типов возрастного накопления Aβ. Это исследование дает новое понимание развития БА и предлагает потенциальные терапевтические цели для лечения этого заболевания. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять, как растворимый бета-амилоидный белок специфически влияет на транспортеры глутамата. [ 39 ]

В области исследования заболеваний мозжечка аутоантигены участвуют в молекулярных каскадах для индукции LTD синаптических передач между параллельными волокнами (ПФ) и клетками Пуркинье (ПК), механизма синаптической пластичности в мозжечке. Анти-VGCC, анти-mGluR1 и анти-GluR дельта-Abs-ассоциированные мозжечковые атаксии имеют один общий патофизиологический механизм: нарушение регуляции при PF-PC LTD. Это вызывает нарушение восстановления или поддержания внутренней модели, удерживаемой мозжечком, и вызывает мозжечковую атаксию. Эти заболевания относятся к ЛТД-патиям. [ 40 ]

Механизм длительной депрессии хорошо описан в ограниченных участках мозга. Однако то, как LTD влияет на двигательное обучение и память , до сих пор не совсем изучено. Определение этой взаимосвязи в настоящее время является одним из основных направлений исследований LTD.

нейродегенерация

[ редактировать ]

Исследования нейродегенеративных заболеваний остаются неясными относительно механизмов, вызывающих дегенерацию мозга. Новые данные показывают, что существует сходство между путем апоптоза и LTD, который включает фосфорилирование /активацию GSK3β . NMDAR -LTD(A) способствует устранению лишних синапсов во время развития. Этот процесс подавляется после стабилизации синапсов и регулируется GSK3β. Во время нейродегенерации существует вероятность нарушения регуляции GSK3β, что приводит к « синаптической обрезке ». Если происходит избыточное удаление синапсов, это иллюстрирует ранние признаки нейродегенерации и связь между апоптозом и нейродегенеративными заболеваниями. [ 41 ]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п Мэсси П.В., Башир З.И. (апрель 2007 г.). «Длительная депрессия: множественные формы и последствия для функции мозга». Тенденции нейробиологии . 30 (4): 176–84. дои : 10.1016/j.tins.2007.02.005 . ПМИД   17335914 . S2CID   12326129 .
  2. ^ Jump up to: а б с д и ж г Первс Д. (2008). Нейронаука (4-е изд.). Сандерленд, Массачусетс: Синауэр. стр. 197–200. ISBN  978-0-87893-697-7 .
  3. ^ Николлс Р.Э., Аларкон Дж.М., Маллерет Дж., Кэрролл Р.К., Гроди М., Вронская С., Кандел Э.Р. (апрель 2008 г.). «Трансгенные мыши, лишенные NMDAR-зависимого LTD, демонстрируют дефицит поведенческой гибкости» . Нейрон . 58 (1): 104–17. дои : 10.1016/j.neuron.2008.01.039 . ПМИД   18400167 . S2CID   15805572 .
  4. ^ Маллерет Г., Аларкон Дж.М., Мартель Г., Такизава С., Вронская С., Инь Д., Чен И.З., Кандель Э.Р., Шумяцкий Г.П. (март 2010 г.). «Двунаправленная регуляция долговременной синаптической пластичности гиппокампа и ее влияние на противоположные формы памяти» . Дж. Нейроски . 30 (10): 3813–25. doi : 10.1523/JNEUROSCI.1330-09.2010 . ПМК   6632240 . ПМИД   20220016 .
  5. ^ Парадизо М.А., Медведь М.Ф., Коннорс Б.В. (2007). Нейронаука: исследование мозга . Хагерствон, доктор медицины: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 718 . ISBN  978-0-7817-6003-4 .
  6. ^ Jump up to: а б Огасавара Х., Дой Т., Кавато М. (2008). «Взгляды системной биологии на долговременную депрессию мозжечка» . Нейросигналы . 16 (4): 300–17. дои : 10.1159/000123040 . ПМИД   18635946 .
  7. ^ Перес-Отаньо I, доктор медицины Элерс (май 2005 г.). «Гомеостатическая пластичность и торговля рецепторами NMDA». Тенденции нейробиологии . 28 (5): 229–38. doi : 10.1016/j.tins.2005.03.004 . ПМИД   15866197 . S2CID   22901201 .
  8. ^ Авраам WC, Bear MF (апрель 1996 г.). «Метапластичность: пластичность синаптической пластичности». Тенденции нейробиологии . 19 (4): 126–30. дои : 10.1016/S0166-2236(96)80018-X . ПМИД   8658594 . S2CID   206027600 .
  9. ^ Биненшток Э.Л., Купер Л.Н., Манро П.В. (январь 1982 г.). «Теория развития избирательности нейронов: ориентационная специфичность и бинокулярное взаимодействие в зрительной коре» . Дж. Нейроски . 2 (1): 32–48. doi : 10.1523/JNEUROSCI.02-01-00032.1982 . ПМК   6564292 . ПМИД   7054394 .
  10. ^ Турриджано Г.Г., Лесли К.Р., Десаи Н.С., Резерфорд Л.К., Нельсон С.Б. (февраль 1998 г.). «Зависимое от активности масштабирование квантовой амплитуды в нейронах неокортекса». Природа . 391 (6670): 892–6. Бибкод : 1998Natur.391..892T . дои : 10.1038/36103 . ПМИД   9495341 . S2CID   4328177 .
  11. ^ Jump up to: а б Эскобар М.Л., Деррик Б. (2007). «Долгосрочное потенцирование и депрессия как предполагаемые механизмы формирования памяти». В Бермудес-Раттони Ф (ред.). Нейронная пластичность и память: от генов к визуализации мозга . Бока-Ратон: CRC Press. ISBN  978-0-8493-9070-8 .
  12. ^ Jump up to: а б Медведь М.Ф. (июль 1995 г.). «Механизм скользящего порога синаптической модификации» . Нейрон . 15 (1): 1–4. дои : 10.1016/0896-6273(95)90056-X . ПМИД   7619513 . S2CID   721329 .
  13. ^ Малки, Розель М.; Маленка, Роберт К. (1 ноября 1992 г.). «Механизмы, лежащие в основе индукции гомосинаптической долгосрочной депрессии в области CA1 гиппокампа» . Нейрон . 9 (5): 967–975. дои : 10.1016/0896-6273(92)90248-C . ISSN   0896-6273 . ПМИД   1419003 . S2CID   911321 .
  14. ^ Бланке М.Л., ВанДонген А.М. (2008). «Механизмы активации рецептора NMDA». В ВанДонген AM (ред.). Биология рецептора NMDA (границы нейробиологии) . Бока-Ратон: CRC. ISBN  978-1-4200-4414-0 . ПМИД   21204408 .
  15. ^ Медведь МФ (апрель 2003 г.). «Двунаправленная синаптическая пластичность: от теории к реальности» . Филос. Пер. Р. Сок. Лонд. Б Биол. Наука . 358 (1432): 649–55. дои : 10.1098/rstb.2002.1255 . ПМЦ   1693164 . ПМИД   12740110 .
  16. ^ Jump up to: а б Ван З, Кай Л, Дэй М, Ронези Дж, Инь ХХ, Дин Дж, Ткач Т, Ловинджер ДМ, Сюрмейер DJ (май 2006 г.). «Дофаминергический контроль кортикостриарной долгосрочной синаптической депрессии в средних шиповатых нейронах опосредован холинергическими интернейронами» . Нейрон . 50 (3): 443–52. дои : 10.1016/j.neuron.2006.04.010 . ПМИД   16675398 . S2CID   7971651 .
  17. ^ Митома Х., Хоннорат Дж., Ямагути К., Плащ М. (март 2021 г.). «LTDpathies: новая клиническая концепция» . Мозжечок . 20 (6): 948–951. дои : 10.1007/ s12311-021-01259-2 ПМЦ   8674158 . ПМИД   33754326 .
  18. ^ Люшер К., Хубер К.М. (февраль 2010 г.). «Долговременная синаптическая депрессия, зависимая от mGluR группы 1: механизмы и последствия для схем и заболеваний» . Нейрон . 65 (4): 445–59. дои : 10.1016/j.neuron.2010.01.016 . ПМК   2841961 . ПМИД   20188650 .
  19. ^ Беллоне С., Люшер С., Мамели М. (сентябрь 2008 г.). «Механизмы синаптической депрессии, запускаемые метаботропными рецепторами глутамата» (PDF) . Клетка. Мол. Наука о жизни . 65 (18): 2913–23. дои : 10.1007/s00018-008-8263-3 . ПМИД   18712277 . S2CID   16405707 .
  20. ^ Jump up to: а б с Кирквуд А., Медведь М.Ф. (май 1994 г.). «Гомосинаптическая длительная депрессия зрительной коры» . Дж. Нейроски . 14 (5, часть 2): 3404–12. doi : 10.1523/JNEUROSCI.14-05-03404.1994 . ПМК   6577491 . ПМИД   8182481 .
  21. ^ Jump up to: а б с д Кирквуд А., Розас С., Кирквуд Дж., Перес Ф., Беар М.Ф. (март 1999 г.). «Модуляция долгосрочной синаптической депрессии в зрительной коре ацетилхолином и норадреналином» . Дж. Нейроски . 19 (5): 1599–609. doi : 10.1523/JNEUROSCI.19-05-01599.1999 . ПМЦ   6782177 . ПМИД   10024347 .
  22. ^ Чжун П., Лю В., Гу З., Ян З. (сентябрь 2008 г.). «Серотонин способствует индукции долгосрочной депрессии в префронтальной коре посредством p38 MAPK/Rab5-опосредованного усиления интернализации рецептора AMPA» . Журнал физиологии . 586 (18): 4465–79. дои : 10.1113/jphysicalol.2008.155143 . ПМК   2614015 . ПМИД   18653660 .
  23. ^ Гердеман Г.Л., Ловинджер Д.М. (ноябрь 2003 г.). «Новая роль эндоканнабиноидов в долгосрочной синаптической пластичности» . Бр. Дж. Фармакол . 140 (5): 781–9. дои : 10.1038/sj.bjp.0705466 . ПМК   1574086 . ПМИД   14504143 .
  24. ^ Jump up to: а б Джейкоб В., Бразье Д.Д., Ерхова И., Фельдман Д., Шульц Д.Е. (февраль 2007 г.). «Зависимая от времени спайка синаптическая депрессия в бочкообразной коре головного мозга крысы in vivo» . Дж. Нейроски . 27 (6): 1271–84. doi : 10.1523/JNEUROSCI.4264-06.2007 . ПМК   3070399 . ПМИД   17287502 .
  25. ^ Маркрам Х., Любке Дж., Фротшер М., Сакманн Б. (январь 1997 г.). «Регуляция синаптической эффективности путем совпадения постсинаптических AP и EPSP». Наука . 275 (5297): 213–5. дои : 10.1126/science.275.5297.213 . ПМИД   8985014 . S2CID   46640132 .
  26. ^ Би GQ, Пу ММ (декабрь 1998 г.). «Синаптические модификации в культивируемых нейронах гиппокампа: зависимость от времени спайков, силы синапсов и типа постсинаптических клеток» . Дж. Нейроски . 18 (24): 10464–72. doi : 10.1523/JNEUROSCI.18-24-10464.1998 . ПМК   6793365 . ПМИД   9852584 .
  27. ^ Фельдман Д.Е. (июль 2000 г.). «LTP и LTD на основе синхронизации при вертикальных входах в пирамидные клетки слоя II/III в бочкообразной коре головного мозга крысы» . Нейрон . 27 (1): 45–56. дои : 10.1016/S0896-6273(00)00008-8 . ПМИД   10939330 . S2CID   17650728 .
  28. ^ Дугид IC, Smart TG (2008). «Пресинаптические NMDA-рецепторы». В ВанДонген AM (ред.). Биология рецептора NMDA (границы нейробиологии) . Бока-Ратон: CRC. ISBN  978-1-4200-4414-0 . ПМИД   21204409 .
  29. ^ Куо М.Ф., Грош Дж., Фрегни Ф., Паулюс В., Ниче М.А. (декабрь 2007 г.). «Фокусирующее влияние ацетилхолина на нейропластичность моторной коры человека» . Журнал неврологии . 27 (52): 14442–7. doi : 10.1523/JNEUROSCI.4104-07.2007 . ПМК   6673455 . ПМИД   18160652 .
  30. ^ Jump up to: а б с д и Медведь М.Ф. (август 1999 г.). «Гомосинаптическая долговременная депрессия: механизм памяти?» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 96 (17): 9457–8. Бибкод : 1999PNAS...96.9457B . дои : 10.1073/pnas.96.17.9457 . ПМК   33710 . ПМИД   10449713 .
  31. ^ Харнад С.Р., Кордо П., Bell CC (1997). Двигательное обучение и синаптическая пластичность мозжечка . Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-0-521-59705-0 .
  32. ^ Айба А., Кано М., Чен С., Стэнтон М.Э., Фокс Г.Д., Херруп К., Цвинман Т.А., Тонегава С. (октябрь 1994 г.). «Дефицитная долговременная депрессия мозжечка и нарушение двигательного обучения у мышей с мутацией mGluR1». Клетка . 79 (2): 377–88. дои : 10.1016/0092-8674(94)90205-4 . ПМИД   7954803 . S2CID   41182888 .
  33. ^ Уэлш Дж.П., Ямагути Х., Зенг К.Х., Коджо М., Накада Ю., Такаги А., Сугимори М., Ллинас Р.Р. (ноябрь 2005 г.). «Нормальное двигательное обучение во время фармакологической профилактики длительной депрессии клеток Пуркинье» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 102 (47): 17166–71. Бибкод : 2005PNAS..10217166W . дои : 10.1073/pnas.0508191102 . ПМК   1288000 . ПМИД   16278298 .
  34. ^ Шоневилле М., Гао З., Боеле Х.Дж., Велоз М.Ф., America WE, Симек А.А., Де Джеу М.Т., Стейнберг Дж.П., Такамия К., Хобик Ф.Е., Линден DJ, Хуганир Р.Л., Де Зеув CI (апрель 2011 г.). «Переоценка роли LTD в моторном обучении мозжечка» . Нейрон . 70 (1): 43–50. дои : 10.1016/j.neuron.2011.02.044 . ПМК   3104468 . ПМИД   21482355 .
  35. ^ Jump up to: а б с Кемп А., Манахан-Вон Д. (март 2007 г.). «Долговременная депрессия гиппокампа: хозяин или миньон в процессах декларативной памяти?». Тенденции нейробиологии . 30 (3): 111–8. doi : 10.1016/j.tins.2007.01.002 . ПМИД   17234277 . S2CID   9405957 .
  36. ^ Jump up to: а б Манахан-Воган Д. (2005). «Долговременная депрессия гиппокампа как механизм декларативной памяти». В Шарфмане Х.Э., Стэнтоне П.К., Брэмхэме С. (ред.). Синаптическая пластичность и транссинаптическая передача сигналов . Берлин: Шпрингер. стр. 305–319. дои : 10.1007/0-387-25443-9_18 . ISBN  978-0-387-24008-4 .
  37. ^ Jump up to: а б с д и ж Кауэр Дж.А., Маленка Р.С. (ноябрь 2007 г.). «Синаптическая пластичность и зависимость» . Нат. Преподобный Нейроски . 8 (11): 844–58. дои : 10.1038/nrn2234 . ПМИД   17948030 . S2CID   38811195 .
  38. ^ Мин СС, Цюань ХИ, Ма Джей, Ли К.Х., Бэк СК, На ХС, Хан Ш., Йи Дж.И., Ким С., Хан Дж.С., Соль Г.Х. (май 2009 г.). «Нарушение длительной депрессии, вызванной хроническим воспалением головного мозга у крыс». Биохим. Биофиз. Рез. Коммун . 383 (1): 93–7. дои : 10.1016/j.bbrc.2009.03.133 . ПМИД   19341708 .
  39. ^ Ли С., Хонг С., Шепардсон Н.Е., Уолш Д.М., Шанкар Г.М., Селкое Д. (июнь 2009 г.). «Растворимые олигомеры β-амилоидного белка способствуют длительной депрессии гиппокампа, нарушая поглощение глутамата нейронами» . Нейрон . 62 (6): 788–801. дои : 10.1016/j.neuron.2009.05.012 . ПМК   2702854 . ПМИД   19555648 .
  40. ^ Митома Х., Хоннорат Дж., Ямагути К., Манто М. (январь 2021 г.). «Длительная мозжечковая депрессия и аутоиммунная мишень аутоантител: концепция LTDpathies» . Молекулярная биомедицина . 2 (1): 2. дои : 10.1186/s43556-020-00024-x . ПМЦ   8607360 . ПМИД   35006439 .
  41. ^ Коллингридж Г.Л., Пино С., Хоуленд Дж.Г., Ван Ю.Т. (июль 2010 г.). «Длительная депрессия ЦНС». Нат. Преподобный Нейроски . 11 (7): 459–73. дои : 10.1038/nrn2867 . ПМИД   20559335 . S2CID   10348436 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Long-term_depression&oldid=1231482817"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 9249989b9f393f73fe13697ebbe64a89__1719574980
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/92/89/9249989b9f393f73fe13697ebbe64a89.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Long-term depression - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)