Войти
Апикальный дендрит - это дендрит, который выходит из вершины пирамидальная ячейка. Апикальные дендриты представляют собой одни из основных двух категорий дендритов, которые отличаются пирамидными клетками шиповидных клеток-коров звездчатых клеток коры. Пирамидные клетки появляются в префронтальной коре, гиппокампе, энторинальной коре, обонятельной коре и других областях. Дендритные ветви, образованные апикальными дендритами, являющиеся средством, с помощью которого синаптические входы в клетку являются апикальными дендритами в этих областях вносят значительный вклад в память, обучение и сенсорные ассоциации, модулирующие возбуждающие и тормозные сигналы, принимаемые пирамидными клетками.
На пирамидных клетках присутствуют два типа дендритов: апикальные и базальные дендриты. Апикальные дендриты наиболее распространенными вдоль ствола и располагаются в слое 1. Эти дистальные апикальные дендриты получают синаптический вход от связанных кортикальных, а также глобально модулирующих подкорковых проекций. Базальные дендриты включают более короткие радиально распределенные дендриты, которые получают входные данные от локальных пирамидных клеток и интернейронов. Пирамидные нейроны разделяют свои входы с помощью проксимальных и апикальных дендритов.
Апикальные дендриты изучаются на практике. В клеточном анализе электрические свойства дендрита изучаются с помощью стимульных факторов. Единичный поверхностный толчок коры головного мозга вызывает отрицательный потенциал 10–20 мс, проявление суммированных возбуждающих постсинаптических потенциалов (ВПСП ), вызванных в дистальных частях апикального дендрита. Это было названо (ДП). Это идентично прямым ответам коры головного мозга. При более высоких интенсивностях ДП сопровождается медленными положительными волнами () или длительной отрицательной волной, длящейся более 200 мс (). Большая амплитуда ДП обнаруживается на поверхности коры, при этом полярность смещена с отрицательной в поверхностном слое.
Гиппокамп содержит пирамидные нейроны в три области: CA1, CA2 и CA3. Пирамидные нейроны каждой области обладают разными свойствами. Однако во всех областях дендритный синтез белков необходим для поздних долгосрочных потенциалов в нейронах гиппокампа. Известно, что нейроны во всей лимбической системе обладают "взрывными" свойствами. Эти клетки претерпевают синхронную и пароксизмальную деполяризацию, запуская короткая последовательность потенциалов действия, называемые всплесками.
Ориентировочный слой - это место между слоями, содержащими базальные дендриты. stratum lucidum и слои апикальных дендритов, расположенные в порядке от наименования удаленного до удаленного от сомы нейрона.
CA3 проецирует коллатерали Шаффера на апикальные дендриты в CA1. Отдельные пирамидные клетки в области СА3 обладают их свойствами взрыва из-за плотности кальциевых каналов в проксимальных дендритах. Деполяризация мембраны также может запускать эти всплески. Попадание кальция в клетку вызывает более длительную деполяризацию и увеличение потенциалов действия. Обычно ограничивается гиперполяризационным локальным ингибированием (из-за возбуждающей коллатеральной системы), это может привести к приведенному привлечению нейронов CA3 и привести к синхронизированным импульсным разрядам. После гиперполяризации кальций-зависимой калиевой употребление используется метод контроля этих всплесков.
Пирамидные клетки гиппокампа CA3 имеют сложные дендритные клетки, которые получают стратифицированный паттерн синаптических входов из различных источников, включая: 263>комиссуральные / ассоциативные волокна от ипси- и контрлатеральных пирамидных нейронов CA3, которые синапсы наальных и срединно-апикальных дендритах в stratum oriens и stratum radiatum
Дистальные апикальные дендриты отходят вверх от сомы. Более короткие проксимальные апикальные дендриты выходят наружу и ниже. Форма большей части 2-го сечения представляет собой цилиндр с заостренным основанием для апикальной ветви. Апикальные дендриты и базальные дендри обладают радиальной структурой организации, поскольку они отходят от сомы. Проксимальные апикальные дендриты и базальные дендриты имеют примерно одинаковую плотность. Апикальные дендриты обладают большей средней общей длиной дендритов (6332 против 5062 микрометра) и площадью поверхности (12629 против 9404 квадратных микрометра; ни один из них не включает шипов ). Однако количество терминальных ветвей как для апикальных, так и для базальных дендритов, по-видимому, одинаково. Для базальных дендритов расстояния между последовательными точками ветвления короче. Однако базовый дендрит имеет примерно в 3 раза меньше окончаний на первичный дендрит. Этот и более низкий максимальный порядок ветвей предполагают меньшую сложность, чем апикальные дендритные деревья. Базальные дендриты имеют более короткое расстояние до кончиков и более ограниченный диапазон, чем апикальные дендриты. Данные показывают, что проксимальные апикальные и базовые дендриты более сжаты, но обладают более широким локальным диапазоном активности, чем дистальные апикальные дендриты.
В нейронах CA3 входные данные стратифицированы и проходят полосами, параллельными слою тела клетки. Дендритное ослабление синаптического тока описывается экспоненциальной зависимостью. Чем ближе к телу дендрит, тем выше амплитуда ВПСП. Электрические измерения и прогнозы подтверждают модель поперечного сечения цилиндра. В CA3 афференты височноаммонического (TA), комиссурального (COM), ассоциативного (ASSOC) и мшистого (MF) афферентов образуют возбуждающие глутаматергические (Glu) синапсы на дендритах пирамидных клеток (как базовых, так и базальных).
Первые быстрые сигналы в базилярных и проксимальных апикальных дендритах, передаются в соответствии с эффективностью не менее 20-25%, каждый синапс в этих дендритах вносит больший вклад в активацию нейронов, чем дистальные апикальные синапсы. Напротив, только медленные сигналы от дистальных дендритов эффективно передаются соме, что указывает на модулирующую роль в потенциале покоя клетки. В нескольких исследованиях, что это может быть достигнуто путем изменения общей частоты синаптической активности в дистальном апикальном дендрите. Обычный шквал синаптической активности будет приближаться к инъекции постоянного тока, общий синаптической активности в дистальном апикальном дендрите может установить уровень деполяризации всего нейрона. Когда более эффективная проксимальная синаптическая активность накладывается на подпороговую деполяризацию из-за дистальной активности, клетка высокая вероятность запуска AP. В CA3 проекция перфорантного пути от энторинальных кортикальных клеток обеспечивает синаптический вход в самые дистальные дендриты пирамидных клеток. Предполагаемая, что средняя частота составляет 7 спайков / сек, всего лишь пять случайно запускаемых энторинальных кортикальных клеток, вызов устойчивый уровень деполяризации в дистальных дендритах пирамидных клеток CA3b. Амплитуда и кинетика электрического сигнала изменяются в зависимости от положения внутри дендрита и частоты сигнала.
Основным триггером разряда CA3 является афферентный вход от гранулы зубчатой извилины клетки, из концы мшистых волокон образуют очень сложные синапсы в проксимальной части апикального дендрита СА3 в stratum lucidum. Здесь они контактируют с очень сложными дендритными шипами. Высвобождение глутамата из концов большой вызывает не NMDA опосредованный EPSP. Самые проксимальные области пирамидных дендритов CA3 получают вход исключительно мшистых, средние дендритные области (strata radiatum на апикальной стороне и ориентиры на базовой стороне) получают в основном ассоциативные и комиссуральные волокна (от других клеток CA3), а дистальные апикальные дендриты () получают входные данные от темпроаммонических афферентов (от энторинальной коры). Входящие в состав CA3 мшистые волокна демонстрируют пластичность, отличную от пластичности типа долгосрочного потенциала, что оно зависит от моноаминергических веществ (или, по крайней мере, чувствительно к ним) (см. моноамин ) активация cAMP 2-й системы обмена сообщениями.
Они похожи на клетки. Типы интернейронных клеток представляют уникальные паттерны ветвления дендритов и специфичное для региона нацеливание коллатералями аксонов. Исследователи показали, что разные морфологически элементы интернейроны демонстрируют разные электрические свойства. Постсинаптические потенциалы (IPSP) суммируются для создания маленьких гладких IPSP в пирамидных клетках, так и клетки с медленным выбросом (они производят большие быстрорастущие IPSP в пирамидных клетках-мишенях).. Дендритная область СА3 слоистая.
Для входа в собственно гиппокамп темпороаммонический путь в клетках слоя III энторинальной коры, но отделяется от перфорантного пути, чтобы контактировать с самыми дистальными ветвями пирамидных клеток в слое lacunosum-molculare CA1 -CA3. Возбуждающее (глутаминергическое) влияние этого пути было поставлено под сомнение, предположить влияние на пирамидные клетки. Недавние эксперименты показывают, что эта модуляция пирамидных клеток может дифференцированно активировать субпопуляцию интернейронов, расположенную в дистальных частях апикальных дендритов.
Изучение ингибиторной передачи ограничено в пирамидных нейронах и их модулятора из-за большого количества возбуждающих синапсов затмили физиологических исследований тормозных нейронов. Структура тормозных синапсов на апикальных дендритах может быть не такой пластичной, как возбуждающие синапсы на этих нейронах. Во многих экспериментах трудно дифференцировать возбуждающие и тормозные синапсы с использованием электрофизиологических записей. Возбуждающие синапсы и их паттерны по сравнению с тормозной системой довольно однородны по типу и свойствам. Тормозная система, напротив, имеет несколько (10) различных типов синапсов, происходящих из специфически дифференцированных клеток, и их гораздо труднее отследить. Недостаточно информации, чтобы точно различать возбуждающие и тормозные пути, способствующие изменения экспрессии нейротрансмиттеров и изменениям структуры клеток.
Пирамидные клетки CA1 составляют гомогенную популяцию, которая вместе с родственниками в субикулах содержат первичные выходные клетки гиппокампа. Первичные базуждающие входы осуществляются через глутаматергические коллатерали CA3 Шаффера (как ипси-, так и контралатеральные), которые контактируют с дендритными шипами на апикальных иальных дендритах в strata radiatum и oriens. Дополнительный возбуждающий ввод осуществляется через временно-аммоническую систему, которая синапсирует на дистальных апикальных дендритах в слое lacunosum-molculare.
Визуализирующие исследования после локальных изменений внутриклеточного кальция от дискретных синаптических входов показали роль этих токов в синаптической пластичности. Однако существуют разногласия относительно того, как могут происходить различные изменения активности синаптического торможения. Исследования действительно согласны с тем, что пластичность увеличивается при снижении ингибирования.
CA2 отличается от других областей, потому что это одна из немногих областей, где выживают височная эпилепсия. Каиновая кислота, используемая для моделирования TLE и родственных скозов, влияет в первую очередь на синапсы мшистых волокон в CA3. Считается, что при введении КА высвобождается глутамат. CA2 и CA3 можно отличить с помощью гистологического окрашивания, поскольку проксимальные апикальные дендриты CA2 не имеют дендритных шипов.
энторинальной коры (ЭК), состоящей из шести слоев. Поверхностный слой I состоит в основном из афферентных волокон на апикальные дендриты клеток слоев II-VI. Каудальные уровни сильные на ростральные уровни. Внутри каждой области ЭК более глубокие слои иннервируют поверхностные слои, а поверхностные слои иннервируют соседние поверхностные слои. Энторинальные пирамидные клетки слоя V получают сильный сигнал от периринальной коры и сенсорной пирамильной коры. Эти пирамидные клетки затем проецируются в клетки поверхностного энторинального слоя II и III. Клетки EC слоя V имеют сильные возбуждающие синапсы, очень похожие на слои CA3 в гиппокампе, и при провоцировании способны к взрывной активности. Связи между медиальной и латеральной энторинальной областью редки и в основном проходят от медиальной ЭК к латеральной ЭК. Эти связи не взаимны. Большинство клеток в ЭК имеют пирамидальную форму. Более 90% клеток V обеспечивает собой регулярные пикированные клетки, и только несколько клеток с импульсным возбуждением и быстрым пиковым импульсом. ГАМК сильна в поверхностных слоях. Горизонтальные срезы тканей ЭК и тканей гиппокампа показывают, что концентрация низких концентраций первичного магния вызывает затяжные приступы. Этот ответ, вероятно, является результатом взаимосвязей пирамидных клеток слоя V. Увеличение внеклеточного калия при судорогах наблюдается в более глубоких слоях. Эти ответы являются точным отражением моделей in vivo на животных.
В грушевидной коре слой I в основном состоит из афферентных входов к апикальным дендритам более глубоких клеток.. Слой I подразделяется на слои Ia и Ib, каждый из которых имеет свои собственные афференты. Слой II плотно заполнен пирамидальными и полулунными ячейками. Слой III содержит в основном пирамидные клетки в своей поверхностной части.
В грушевидной коре дистальные апикальные дендриты пирамидных нейронов слоя III получают внешние входные сигналы, соответствующие соответствующим проксимальным дендритам получают внутренние входы.
В каждом клубе аксоны рецепторных нейронов контактируют с апикальными дендритами митральных клеток, которые вызывают проекционными нейронами в обонятельной луковице. Тела митральных клеток изолированы в отдельном слое глубоко в обонятельных клубочках. Каждая митральная клетка расширяет первичный дендрит одного клубочка, где дендрит дает начало сложному пучку ветвей, на котором синапсы первичных обонятельных аксонов. Каждый клубок в модели мышей, например, содержит примерно 25 митральных клеток, которые получают иннервацию примерно от 25000 аксонов обонятельных рецепторов. Конвергенция увеличивает чувствительность митральных клеток к обнаружению запаха.
Самый поверхностный слой коры - это молекулярный или плексиформный слой. Он имеет густую сеть тангенциально ориентированных волокон и клеток, состоящую из аксонов клеток, мартинотти и звездчатых клеток, а также апикальных дендритов пирамидных клеток. Апикальные дендриты пирамидных клеток во внешнем гранулярном слое и, более заметно, во внешнем пирамидальном слое выступают в молекулярный слой. В плексиформном слое имеются также ГАМКергические синаптические связи между апикальными дендритами зернистых клеток и базовыми дендритами тафтинговыми клетками и митральными клетками.
Некоторые из апикальных дендритов пирамидных клеток в коре головного мозга могут иметь диаметр до 10 мкм. Апикальный дендрит большого пирамидного нейрона в коре головного мозга может содержать тысячи шипов. Шипы в коре головного мозга различаются по размеру на несколько порядков от области к области. Самые маленькие имеют длину 0,2 мкм и объем около 0,04 кубических микрометра, а самые большие - длину 6,5 мкм и объем 2 кубических микрометра.
Пирамидные клетки относятся к классу большинства клеток в неокортексе. У них высокая плотность дендритных шипов, выступающих апикальных дендритов и аксонов, которые выступают из коры, а также локально внутри нее. Сомы для них появляются во всех слоях, кроме I. Колючие звездчатые клетки здесь отличаются от пирамидных клеток отсутствием апикального дендрита и тем фактом, что их аксоны также не выходят из коры. Считается, что эти клетки начинаются как пирамидные нейроны, а затем втягиваются их апикальные дендриты и аксоны.
Определяющая характеристика клеток Пуркинье в мозжечке - это апикальный дендрит.
Формирование дендритных ветвей для пирамидных нейронов в коре головного мозга происходит постепенно, начиная с поздних эмбриональных стадий развития и широко распространяясь на пост- натальные периоды. Многие дендриты пирамидных нейронов в глубоких слоях разветвляются и образуют связи в слое IV, в то время как некоторые простираются до более поверхностных слоев. Дендриты пирамидных клеток в слое III разветвляются, образуя ветви в слое I. Таламокортикальные афференты будут вступать в синаптический контакт с дендритами в слое IV, в то время как мириады других входов будут встречаться с дендритами в слое I. Постсинаптическая структура частично управляется сигналами от входящих афферентные волокна, и на протяжении всей жизни синапсы обладают пластичностью.
Образование этих ветвей регулируется силой местных сигналов во время развития. Несколько моделей активности контролируют развитие мозга. Изменения потенциала действия в сетчатке, гиппокампе, коре и спинном мозге обеспечивают основанные на активности сигналы как для активных нейронов, так и для их постсинаптических клеток-мишеней. Спонтанная активность, возникающая в нейронных щелевых соединениях, субпластинке коры и сенсорных входах, все участвуют в передаче клеточных сигналов, которые регулируют рост дендритов.
Полезными моделями образования дендритных ветвей являются Xenopus головастиков, которые прозрачны на ранних стадиях развития личинок и позволяют повторно визуализировать меченые красителем нейроны у интактного животного в течение нескольких недель. На этой и других моделях было замечено, что есть быстрые добавления и ретракции дендритных ветвей, которые удлиняют общий дендрит и накапливают больше ветвей. Это отражает развитие аксональных ветвей (оба имеют время жизни приблизительно 10 минут). Эта активность снижается по мере созревания нейронов. Сигналы, включая глутамат от ветвей аксона, могут увеличиватьколичество ответвлений.
В модели головастиков Xenopus было изучено несколько систем передачи сигналов. Например, в оптических тектальных нейронах рост дендритных ветвей происходит примерно в начале входа в сетчатку. Многие на каудальной части тектата имеют «молчащие» синапсы, которые модулируются как рецепторы N-метил-D-аспартата (NMDA ). По мере созревания нейронов добавляются рецепторы альфа-амино-3-гидрокси-5-метил-4-изоксазола (AMPA ), увеличивая синаптическую передачу. Развитие нейронов и дендритов NMDA зависит. Быстрорастущие дендритные ветви более динамичны, чем медленно растущие, и сами дендриты играют активную роль в собственном развитии. В исследованиях было показано, что транспорт изоформ закрытого канала HCN (циклический нуклеотид, активируемый гиперполяризацией) в дендритных поля пирамидных нейронов CA1 в гиппокампе происходит возрастно-зависимым образом в развивающемся гиппокампе.
Среди сигналов, изучаемых в этой системе, - CaMKII - серин / треониновая киназа, регулируемая кальцием / кальмодулином, которая необходима для индукции посредством невыражения долгосрочной потенциации. МРНК CaMKII нацелена на дендриты, синтез белка и активность фермента увеличиваются за счет сильного синаптического входа. Экспрессия у Xenopus указывает на то, что она ведет с переходом к замедленному росту стволов. Это предполагает, что мощность увеличения и ретракции ветвей дендритов, стабилизирует конфигурацию ветвей. Для этой системы возникает следующая закономерность:
Временные различия в передаче сигналов в ходе созревания нейронов предполагают наиболее многообещающие исследования развития дуг и синаптогенеза в будущем проводиться в интактных системах головного мозга.
Другой моделью, изучаемой в развитии апикальных дендритов, является крыса. Инъекция столбнячного токсина неонатального крысам показала, что рост апикальных дендритов обычно происходит во время лишения сигнала, в то время как рост базальных дендритов ограничен. Это указывает на то, что нейронная активность имеет решающее значение для образования новых дендритов.
Однако моделей на животных может быть недостаточно для понимания сложности этих систем. Например, пирамидные клетки в СА1 у человека в 30 раз толще, чем у крыс. Энторинальная кора также подразделяется на всего от 8 до 27 секций у людей (в зависимости от используемой системы), тогда как их всего 2 у крыс и 7 у обезьян. Связи зубчатой извилины и энторинальной коры у людей также более сложны. У крыс и кошек существует очень большая реципрокная связь между энторинальной корой и обонятельной системой. У приматов эта связь отсутствует, существуют сильно дифференцированные связи между мультимодальной парасенсорной и паралимбической корой и ЭК, которые не столь очевидны у крыс и кошек. Увеличенный размер субикулюма приматов может усиливать его влияние на энторинальную кору.
Образование дендритных ветвей пирамидных клеток в передней части поясной извилины (слои 2/3) является более сложным у мужчин и, в отличие от орбитальных префронтальных областей, дендритное ветвление больше у женщин, что указывает на фундаментальные различия в префронтальной организации у мужчин и женщин. У крыс, например, воздействие эстрогена экзогенно или эндогенно во время проэструса приводит к увеличению плотности позвоночника CA1. Эти различия связаны с присутствием гормонов гонад, которые, как было установлено, влияют на клеточную структуру в гиппокампе. Было показано, что лечение тестостероном влияет на структуру кортикальных нейронов.
Дендритные шипы, постсинаптические структуры, получающие в основном возбуждающий сигнал, чувствительны к опыту развития, включая эпизодыа стресс или наркотики. Исследования показали, что пренатальный стресс снижает сложность, длину и частоту шипов пирамидных апикальных дендритов слоя II / III на моделях крыс и приматов. Дендритная атрофия была описана в формировании гиппокампа и префронтальной коре в обоих моделях.
Было показано, что хронический стресс снижает сложность ветвей и общую длину дендритов апикальных дендритных деревьев пирамидных нейронов CA3 в гиппокампе. Хронические вызванные стрессом изменения в поведении обычно связывают с изменениями в гиппокампе, который участвует во многих формах поведения, изменяемых приемом кортикостероидов, который основной нейронной мишенью глюкокортикоидов. И хронический стресс, и прием кортикостероидов приводят к обширной атрофии апльных дендритов пирамидных нейронов в области СА3 гиппокампа, и эти дендриты не атрофируются при назначении цианокетона (блокатора кортикостероидов). Эта атрофия дендритов опосредуется как глутаминергической, так и серотонинергической системами (введение либо антагониста рецептора NMDA CGP 43487, либо ингибитора захвата серотонина тианептина предотвращает атрофию). Сообщалось о гибели клеток при длительном лечении. Гормоны стресса в малых дозах сами по себе не вызывают повреждения, но усиливают действия других опасных агентов, включая эксайтотоксины, гипогликемию, гипоксию и ишемию. Считается, что повреждающие эффекты стресса в этих нейронах связаны с экспрессией нейротрофического фактора головного мозга (BDNF ), экспрессия которого снижается в условиях стресса и увеличивается при приеме антидепрессантов. 6>
Префронтальная кора также является мишенью для глюкокортикоидов при стрессе ([3H] дексаметазон связывается с рецепторами лобной и префронтальной коры примерно при 75% концентрации гиппокампа). На эндогенную регуляцию рецепторов кортикостероидов указывает изменение связывания указанного соединения в префронтальной коре при введении кортикостероидов. Кроме того, в регуляции стрессовой активности участвует префронтальная кора. Поражения префронтальной коры нарушают спонтанное чередование, выполнение радиального лабиринта и пассивное избегание. У приматов это нарушает подавление реакции прямой видимости. Хроническое введение кортикостероидов снижает связывание рецептора 5-HT1A, связывание рецептора 5-HT2, уровни серотонина и экспрессию молекулы адгезии нервных клеток (макромолекулы на поверхности клеток, участвующие в регуляции стабилизации синапсов). Эти изменения на структурные изменения, следующие за повышением уровня гормона стресса.
Исследования морфологических изменений дендритов показывают, что повышение уровня гормонов стресса в слое II-III префронтальной коры не вызывает заметных изменений в структуре или распределении дендритов. Апикальные дендриты, однако, чрезвычайно значительно перераспределение в мозге животных, обработанных гормоном стресса, что измеряется с помощью анализа Шолля. Анализ Шолля оценивает количество и распределение дендритного материала путем подсчета количества пересечений дендритов с наложением концентрических колец с центром в соме. Пирамидные нейроны медиального префронтального слоя коры II-III показали значительную реорганизацию проксимальных апикальных ветвей дендритов на 21% и уменьшением на 58% дистальных ветвей апикальных дендритов. Эти результаты показывают с изменениями в дендритных ветвях CA3, которые наблюдаются только регрессивные изменения. Одно из возможных объяснений, предложенное в этих исследованиях, заключается в том, что атрофия дистальных дендритов в пирамидных нейронах слоев II-III является прямым результатом потерь входного сигнала от пирамидных нейронов CA3, поскольку CA1 и CA3 проецируют непосредственно в медиальную префронтальную кору.
На основании электрофизиологических данных было определено, что возбуждающие синапсы на проксимальных апикальных дендритах пирамидных нейропрефронтальной коры усиливают сигналы возбуждающего постсинаптического потенциала (ВПСП), генерируемые в дистальных апикальных дендритах. Это говорит о том, что уменьшение массы дистальных дендритов из-за повышения уровня гормона стресса может привести к увеличению сложности проксимальных апикальных дендритов, поскольку проксимальные апикальные дендриты пытаются компенсировать снижение сигналов дистальных апикальных дендритов.
Серотонинергические изменения и изменения в Высвобождение глутамата в префронтальной коре указывает на то, что нейрохимические механизмы, изменяющие структуру как в гиппокампе, так и в префронтальной коре, аналогичны.
Разделение управления между внешними и внутренними входами в дендриты в грушевидной коре (последнее выше) также в меньшей степени наблюдается в медиальной префронтальной коре. Это указывает на то, что вызванные стрессом изменения апикальных дендритов увеличивают относительный акцент внутрикортикальных сигналов за счет внекортикальных сигналов.
В исследованиях иерархических животных было замечено, что доминирующие и подчиненные животные демонстрируют такую же реорганизацию дендритов, что указывает на то, что атрофия дендритов при стрессе не зависит от степени.
При нейрометаболических заболеваниях нейроны растянутого накопителя заметно опухают и имеют грушевидную форму с ядро и тельца шишки смещены к апикальным дендритам. Примерами болезней накопления нейронов являются болезни накопления сфинголипидов, которые обычно связаны с нарушением работы гидролаз в лизосомах, ответственных за деградацию этих липидов:
Это набухание показано, например, в болезни Тея - Сакса, накоплении GM2 из-за дефектная бета- гексозаминидаза. При этом заболевании видны крупных образования мега-нейритов.
Было указано, что существует проблема «курицы и яйца» в исследовании модели, относящиеся к эпилепсии, потому что, с одной стороны, модели используются для изучения генеза эпилепсии, а с другой - для изучения изменений в длительных событиях. Таким образом, возникает вопрос, указывающий ли данные модели на преувеличенный дефект, ответственный за возникновение нормальных изменений в нормальной ткани после продолжительной судорожной активности.
Токи кальция, обычно заметные. в CA1 нейроны гиппокампа увеличиваются в ответ на эпилептический статус. Имеются данные о том, что ток в кальциевых каналов Т-типа повышен в конкретно апикальных дендритах. Гипотеза состоит в том, что это создает ситуацию, которая создает быстрые выбросы валюты в соме, в результате чего они взрываются.
Дендритные потенциалы (DP) также претерпевают изменения. Выявление DP во время судорожной активности показало, что они были намного меньше контрольных. Однако DP, вызванные сразу после прекращения приступа, продолжались в течение более длительных периодов, что указывает на то, что подавление DP коррелирует с самой судорожной активностью.
Глутамат является возбуждающим нейромедиатором, вызывающим метаболическое повреждение нейронов. В гиппокампе ГАМКергические нейроны были обнаружены уязвимыми к эксайтотоксическому действию глутамата на каинатный рецептор. Эти рецепторы наиболее плотны в секторах CA3 и CA2 гиппокампа, где наномолярные (нМ) концентрации каиновой кислоты связаны с выраженной и стойкой деполяризацией пирамидных нейронов CA3. Это связано с проведением возбуждающей активности по выступам мшистых волокон от зубчатых гранулярных клеток к нейронам CA3. Стимуляция этого типа рецепторов связана с пароксизмальными спайками, подобными припадкам.
Пластичность пирамидных клеток и интернейронов СА1 связана с ролью СА1 в эпилептогенезе. CA1 является гипервозбудимым, когда область CA3 повреждена. Происходит уменьшение как GABAA, так и GABAB IPSP. Интернейроны ГАМК, хотя и неповрежденные, становятся менее легко активируемыми.
Входной сигнал от ЭК к зубчатой извилине фильтруется как для иктального, так и для нормального паттерна активности, в то время как клетки CA3 накладывают интерриктальный профиль, усиливая аномальную активность.
Гипервентиляция приводит к заметному поверхностному отрицательному сдвигу постоянного тока из-за деполяризации апикальных дендритных деревьев кортикальных пирамидных клеток. Этот сдвиг, вероятно, отражает повышенную возбудимость корковых нейронных сетей и может объяснить возникающую в результате потенциальную эпилептогенность. Некоторые противоэпилептические препараты обладают противоположным эффектом уменьшения поверхностного негатива у здоровых людей.
Изменения в экспрессии калиевых каналов и калиевых токов были описаны в модели временного долевая эпилепсия. В этой модели имеется подавление канала Kv4.2 кодирования A-типа. Этот канал участвует в ограничении обратного распространения потенциалов действия и в снижении передачи возбуждающих постсинаптических потенциалов (ВПСП) от апикальных дендритов в сому. В той же модели было показано, что вышеупомянутая повышающая регуляция кальциевых каналов t-типа также приводит к усилению импульсного поведения нейронов в гиппокампе.
Смерть нейронов, по-видимому, не способствует дефициту обучения у крыс с. Однако нейроны CA3 в модели столбнячного токсина демонстрируют снижение сложности ветвления базальных дендритов, а также снижение плотности шипов как на апикальных дендритах, так и на базальных дендритах. Подобные данные были получены от пациентов с эпилепсией во время хирургических вмешательств. В неокортикальных и гиппокампальных очагах наблюдали уменьшение длины и сложности ветвления дендритных ветвей, а также снижение сложности ветвления остальных дендритов. Модель эпилепсии у приматов дала аналогичные данные. Поскольку дендриты а их шипы являются участками возбуждающего синаптического входа в нейроны, результаты показывают, что глутаминергическая синаптическая передача может быть снижена. Временные интервалы в отношении долгосрочной потенциации (ДП) и других изменений синаптической передачи, лежащих в основе обучения и памяти, изменения в этих участках могут быть дефицит обучения и передачи, связанные как с ранним началом, так и с долговременной эпилепсией.
У лиц с шизофренией, вскрытие выявило снижение ГАМКергических клеток и их активности в гиппокампе.
Гетеротопия - это смещение любого органа или его компонента из его естественного положения. В качестве модели используются модели крыс. В этих моделях апикальные дендриты пирамидных нейронов не всегда радиально ориентированы и могут быть даже инвертированы. Кроме того, дендриты у края гетеротопической области часто изгибаются и повторяют полосы контура.
Следующий список адаптирован из Lothman, et al.
Два метода изучають взаимосвязь между приступами и поражением дендритов:
Запись активности отдельного нейрона в любом времени во многих местах достигнутого с использованием напряжения чувствительных красителей с оптическим контролем. Сигналы бывают быстрыми, но также небольшие, отдельные требования требуют интенсивного освещения. Красители очень фототоксичны, клетки обычно умирают уже после нескольких потенциалов действия. Однако измерения соматических и дендритных участков показывают, что такое отклонение мембранного потенциала во время пароксизмального деполяризационного сдвига (PDS) на 10 мВ больше в апикальном стволе (надгранулярное расположение), чем в соме. Это согласуется с анатомией неокортикальных сетей, поскольку наиболее мощные связи реципрокных слоев находятся в супрагранулярных слоях 2 и 3. Это может разрешить противоречивую информацию, предполагающую активность распространяется в основном на супрагранулярные слои или на большие нейроны слоя 5.
Традиционные исследования с помощью электронной микроскопии или окрашивания по Гольджи показали дендриты как стабильные структуры. Временная фотография и двухфотонная микроскопия выявили дендриты как живые, постоянно изменяющиеся ткани, подвижные в быстром масштабе времени.
Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) сигналы кожи головы складываются из ВПСП и ВПСП нервных клеток. ЭЭГ может измерять только потенциалы клеток, используя организованные слоями и чьи апикальные дендриты ориентированы перпендикулярно поверхности коры (как в пирамидных клетках). Потенциал, измеряемый ЭЭГ, представляет собой разницу между базальной и апикальной частями активных нейронов, которые ориентированы таким образом. ВПСП. Затем положительные ионы попадают в клетку, следуя распространению электрического заряда. ВПСП от дистальных апикальных дендритов, начинающийся от апикальной части, ближайшей к синапсу (где величина больше), к телу клетки, потому что сопротивление этому потоку меньше. Ток, перпендикулярный (или радиальный) апикальному дендриту, сопровождается магнитным полем, который распространяется ортогонально (или тангенциально) току вдоль внеклеточной стороны клеточной мембраны. Этот ионный набор и электрические функциональные изменения, таким образом, генерирует поля электромагнитных потенциалов или электромагнитных диполей. Их также можно определить как одиночные эквивалентные диполи.
