Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

GABA(B) receptor activation mediates frequency-dependent plasticity of developing GABAergic synapses. med./bio.

[GABA(B)-Rezeptor-Aktivierung vermittelt eine Frequenz-abhängige Plastizität der sich entwicklenden GABA-ergen Synapsen].

Veröffentlicht in: Nat Neurosci 2008; 11 (12): 1410-1418

Ziel der Studie (lt. Redakteur)

Dieser Artikel befasst sich mit der synaptischen Plastizität. Synapsen verändern in Abhängigkeit von ihrer Aktivität ihre Ultrastruktur. Diese Modifizierbarkeit synaptischer Verbindungen wird als synaptische Plastizität bezeichnet und als Basis elementarer Lern- und Gedächtnisprozesse angesehen.
Das Ziel dieser Studie war es, die Rolle der GABAB-Rezeptoren bei solchen Frequenz-abhängigen langzeitigen synaptischen Modifizierungen sich entwicklender GABA-erger Synapsen an CA1-Pyramidenzellen des Hippokampus zu untersuchen (die Frequenz der synaptischen Stimulation ist entscheidend für die Bestimmung der Polarität einer langzeitlichen Modifizierung erregbarer Synapsen).

Hintergrund/weitere Details

Die Aufmerksamkeit der Autoren lag auf Hippokampus-Synapsen der Ratte, die sich in der Entwicklung befinden, d.h. während der ersten postnatalen Wochen. Dies könnte eine Periode sein, in der sich GABA-erge Synapsen einer erheblichen Verfeinerung unterziehen.
GABAB-Rezeptoren sind auf der Synapsen-Außenseite weit verbreitet und können durch einen GABA-Überschuß während einer GABA-ergen synaptischen Aktivität von hoher Frequenz aktiviert werden. Eine Aktivitäts-induzierte synaptische Modifizierung kann entweder Veränderungen in der Menge der evozierten Neurotransmitter-Freisetzung zugeschrieben werden, der postsynaptischen Reaktion auf die freigesetzten Neurotransmitter oder beidem.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 1–50 Hz
Expositionsdauer: 100 Pulse

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 1–50 Hz
Typ
Signalform
Expositionsdauer 100 Pulse
Zusatzinfo presynaptic spikes: pulse width = 100 µs postsynaptic spikes: pulse width = 2 ms
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
s. Bemerkungen - - - - I = 5 -100 µA für presynaptische Spikes
s. Bemerkungen - - - - I = 2 mA für postsynaptische Spikes

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • vor der Befeldung
  • während der Befeldung
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Die Ergebnisse zeigten, dass die Langzeit-Modifizierung sich entwickelnder GABA-erger Hippokampus-Synapsen der Ratte, die durch eine wiederholte zusammenfallende präsynaptische und postsynaptische Spike-Erzeugung induziert wurde (d.h. durch eine zusammenfallende Stimulation der präsynaptischen und postsynaptischen Zelle), Frequenz-abhängig war. Die Spike-Erzeugung bei 20-50 Hz führte zu einer synaptischen Potenzierung, wohingegen die Spike-Erzeugung bei 5 Hz zu synaptischer Depression führte. Die Langzeitpotenzierung wurde durch pharmakologische Blockierung der GABAB-Rezeptoren aufgehoben, wohingegen die Langzeitdepression unabhängig von der Aktivierung der GABAB-Rezeptoren war. Durch Erhöhung der Aktivität der GABAB-Rezeptoren konnte die Depression zu einer Potenzierung umgewandelt werden.
Die Potenzierung konnte einem lokalen postsynaptischen Anstieg der Na+/K+/2Cl- Kotransporter-Aktivität nahe der aktivierten Synapsen zugeschrieben werden. Die Aktivität der Ca2+/Calmodulin-abhängigen Proteinkinase II war notwendig für die Langzeitpotenzierung dieser sich entwickelnder GABA-erger Synapsen.
Zusammen mit den Daten, dass die Aktivierung der GABAB-Rezeptoren Frequenz-abhängig ist, deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die Aktivierung der postsynaptischen GABAB-Rezeptoren eine Frequenz-abhängige Potenzierung sich entwickelnder GABA-erger Synapsen vermittelt. Die Ergebnisse erweitern das Wissen um die Funktion von GABAB-Rezeptoren an der postsynaptischen Regulation der langzeitlichen synaptischen Plastizität sich entwicklender GABA-erger Synapsen.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

Themenverwandte Artikel