动作电位编码对中枢巨大突触神经递质传递效率的调控及其机制

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经常以burst的形式存在的动作电位对大脑信息编码和传送具有重要作用。然而,动作电位burst如何调节中枢突触的分泌却知之甚少。本文利用萼状突触这一标本,比较不同动作电位模式(当总动作电位数目和频率固定的情况下变化动作电位burst数目)刺激导致的分泌量的大小。将多个burst刺激引发的总分泌量与单个动作电位burst引发的分泌量之间的比值定义为“burst效应”。发现:   (1):4个动作电位burst(每burst包含25个动作电位)在100 Hz给予时所引发的分泌量是单个动作电位burst(100个动作电位以100 Hz)给予时所引发的分泌量的1.47±0.04倍。阻滞AMPA受体的脱敏和饱和并不改变“burst效应”,暗示“burst效应”主要由突触前决定。同时记录突触前的电容和突触后的EPSC则揭示相似的“burst效应”:电容的“burst效应”是1.58±0.13,EPSC的“burst效应”是1.49±0.05。   (2):降低胞外钙浓度而减少突触前钙内流或螯合突触内基础钙离子水平可抑制“burst效应”。   (3):进一步用计算机模型验证了“burst效应”的存在,模拟结果同时显示“burst效应”对不同刺激模式下的囊泡库的动态平衡非常敏感。总而言之,动作电位burst调节突触输出主要是通过调节巨大可释放的囊泡库的清空和回收之间内在作用得以实现。   (4):中枢中的“burst效应”和之前描述的在嗜铬细胞中发现的“burst效应”不一样,嗜铬细胞中的“burst效应”主要依靠刺激依赖的钙积累,因而促使较小囊泡库中囊泡的分泌。   因此,在较强刺激条件下,动作电位burst在动态调节中枢突触的突触强度和保真性方面具有重要作用。
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