The physiological functions of glycine receptors (GlyRs) depend on their subcellular locations. In axonal terminals of the central neurons, GlyRs trigger a slow facilitation of presynaptic transmitter release; however, their spatial relationship to the release sites is not known. In this study, we examined the distribution of GlyRs in the rat glutamatergic calyx of Held nerve terminal using high-resolution pre-embedding immunoelectron microscopy. We performed a quantitative analysis of GlyR-associated immunogold (IG) labeling in 3D reconstructed calyceal segments. A variable density of IG particles and their putative accumulations, inferred from the frequency distribution of inter-IG distances, indicated a non-uniform distribution of the receptors in the calyx. Subsequently, increased densities of IG particles were found in calyceal swellings, structures characterized by extensive exocytosis of glutamate. In swellings as well as in larger calyceal stalks, IG particles did not tend to accumulate near the glutamate releasing zones. On the other hand, GlyRs in swellings (but not in stalks) preferentially occupied membrane regions, unconnected to postsynaptic cells and presumably accessible by ambient glycine. Furthermore, the sites with increased GlyR concentrations were found in swellings tightly juxtaposed with GABA/glycinergic nerve endings. Thus, the results support the concept of an indirect mechanism underlying the modulatory effects of calyceal GlyRs, activated by glycine spillover. We also suggest the existence of an activity-dependent mechanism regulating the surface distribution of α homomeric GlyRs in axonal terminals of central neurons.
- MeSH
- GABA metabolismus MeSH
- glycin metabolismus MeSH
- krysa rodu rattus MeSH
- mozkový kmen cytologie MeSH
- neparametrická statistika MeSH
- neurony cytologie MeSH
- potkani Wistar MeSH
- presynaptická zakončení metabolismus ultrastruktura MeSH
- receptory glycinu metabolismus ultrastruktura MeSH
- synapse metabolismus ultrastruktura MeSH
- techniky in vitro MeSH
- vezikulární transportní protein 1 pro glutamát metabolismus MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Funkce centrálního nervového systému je založena na vzájemných vztazích mezi nervovými buňkami. Popis nervových buněk a jejich výběžků včetně vzájemných spojení byl dán rozvojem vlastností optického mikroskopu a impregnačních metod a je spojen se jmény: Antoni van Leeuwenhoek (1632–1723), J. Ev. Purkyně (1787–1869), Camillo Golgi (1843–1926), Ramóny y Cajal (1852–1934). Základními jednotkami neuronové sítě jsou synapse. Termín „synapse“ zavedl do neurofyziologie Charles Scott Sherrington (1857–1952). Většina kontaktů mezi nervovými buňkami je zprostředkována mediátorem působícím na receptory postsynaptické membrány, popř. na autoreceptory presynaptické části synapse. Vazba váčku k presynaptické membráně a uvolnění mediátoru do synaptické štěrbiny přitom závisí na koncentraci kalcia a na přítomnosti celé řady proteinů v presynaptickém elementu.
Function of the central nervous system is based on mutual relations among the nerve cells. Description of nerve cells and their processes, including their contacts was enabled by improvement of optical features of the microscope and by the development of impregnation techniques. It is associated with the name of Antoni van Leeuwenhoek (1632–1723), J. Ev. Purkyně (1787–1869), Camillo Golgi (1843–1926), and Ramón y Cajal (1852–1934). Principal units of the neuronal network are the synapses. The term synapse was introduced into neurophysiology by Charles Scott Sherrington (1857–1952). Majority of the interactions between nerve cells is mediated by neurotransmitters acting at the receptors of the postsynaptic membrane or at the autoreceptors of the presynaptic part of the synapse. Attachment of the vesicles to the presynaptic membrane and the release of the neurotransmitter into the synaptic cleft depend on the intracellular calcium concentration and on the presence of several proteins in the presynaptic element.
Dendritické trny jsou jedním z mála indikátorů mozkové konektivity, pozorovatelných ve světelném mikroskopu. Nové metodické přístupy umožnily vizualizovat hladiny vápníkových iontů, pozorovat živé dendritické trny, vytvářet jejich prostorové rekonstrukce, a dokonaleji kvalitativně i kvantitativně hodnotit změny, ke kterým v trnech dochází při různých fyziologických i patologických procesech. Toto sdělení nabízí čtenářům obohacení jejich představ o struktuře a funkci dendritických trnů a synapsí o nový, prostorový pohled.
Dendritic spines are one of few indicators of interneuronal connectivity visible by light microscopy. New methodical approaches enabled to observe living dendritic spines, to prepare their three-dimensional reconstructions, and to visualize levels of calcium ions. All these methods made it possible to reach more accurate qualitative and quantitative evaluations of changes caused on dendritic spines by various physiological and pathological processes. This article offers to add to reader´s imaginations of structure and function of dendritic spines and synapses a new, three-dimensional view.
- MeSH
- dendrity ultrastruktura MeSH
- finanční podpora výzkumu jako téma MeSH
- modely neurologické MeSH
- synapse ultrastruktura MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
- MeSH
- lidé MeSH
- modely neurologické MeSH
- mozek fyziologie ultrastruktura MeSH
- software MeSH
- synapse fyziologie ultrastruktura MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
Ultrastructure of axosomatic (AS) and axodendritic (AD) synapses in the supraoptic nucleus (NSO) was investigated in a group of normothermic cats and compared with another group of cats after short-term induced hypothermia. Quantitative analysis demonstrated a significant decrease of number of AS synapses, smaller size of AD synaptic knobs, shorter length of the synaptic contact and an increase of the active zone. Evaluation of the shape of the synaptic cleft demonstrated an increase of both positive (P) and negative (N) types in hypothermic animals. The observed morphological changes can be ascribed to the decreased synaptic activity in a greater part of the synaptic population and to the increased activity in a smaller portion of synapses.
- MeSH
- axony ultrastruktura MeSH
- dendrity ultrastruktura MeSH
- hypotermie patologie MeSH
- kočky MeSH
- nucleus supraopticus ultrastruktura MeSH
- referenční hodnoty MeSH
- synapse ultrastruktura MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- kočky MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- MeSH
- aktiny MeSH
- dendrity fyziologie chemie ultrastruktura MeSH
- lidé MeSH
- molekulární konformace MeSH
- mozková kůra fyziologie ultrastruktura MeSH
- neuroplasticita MeSH
- neurotransmiterové látky fyziologie MeSH
- synapse fyziologie chemie ultrastruktura MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
- MeSH
- excitační aminokyseliny fyziologie MeSH
- glutamáty fyziologie MeSH
- iontové kanály fyziologie účinky léků ultrastruktura MeSH
- lidé MeSH
- molekulární biologie MeSH
- nervový přenos genetika MeSH
- receptory neurotransmiterů fyziologie účinky léků ultrastruktura MeSH
- synapse fyziologie chemie ultrastruktura MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
- MeSH
- dendrity fyziologie ultrastruktura MeSH
- endocytóza MeSH
- hipokampus fyziologie ultrastruktura MeSH
- hladké endoplazmatické retikulum ultrastruktura MeSH
- krysa rodu rattus MeSH
- lidé MeSH
- počítačové zpracování obrazu MeSH
- stárnutí fyziologie MeSH
- synapse ultrastruktura MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- zvířata MeSH
