Что такое дендриты и дендритные шипики

Дендритный шипик

  • Дендритный шипик — мембранный вырост на поверхности дендрита, способный образовать синаптическое соединение. Шипики обычно имеют тонкую дендритную шейку, оканчивающуюся шарообразной дендритной головкой. Дендритные шипики обнаруживаются на дендритах большинства основных типов нейронов мозга. В создании шипиков участвует белок калирин.

Шипики отличаются множеством форм, что отражается в их категоризации — различают филоподии, протошипики, грибовидные шипики, тонкие шипики, пеньковые шипики, разветвленные шипики и т. д. Существуют свидетельства того, что разные формы шипиков соответствуют разным стадиям развития и различной силе синаптических соединений. В исследованиях с использованием двухфотонных лазерных сканирующих микроскопов и конфокальных микроскопов было показано, что в зависимости от типа синаптической стимуляции объём и форма шипиков может изменяться, а сами шипики могут поворачиваться в пространстве, появляться и исчезать, при этом наиболее устойчивыми являются грибовидные шипики.

Шипики, в частности, выполняют роль отдельных клеточных компартментов, предотвращающих изменения в содержании ионов в цитоплазме материнского дендрита при активной работе синапсов.

Связанные понятия

Хотя долгое время считалось, что потенциал действия (ПД) может генерироваться преимущественно на начальном сегменте низкопорогового нейронного аксона (AIS), в течение последних десятилетий было накоплено много данных в пользу того, что потенциалы действия также возникают в дендритах. Такой дендритный ПД, для того чтобы отличить его от аксонного потенциала действия, часто называют «дендритный спайк».

Гранулярные клетки — несколько разновидностей мелких нейронов мозга. Название «гранулярная клетка» («зернистая клетка», «клетка-зерно») используется анатомами для нескольких разных типов нейронов, единственной общей особенностью которых является крайне малый размер тел этих клеток.

Пирамидальные нейроны, или пирамидные нейроны, — основные возбудительные нейроны мозга млекопитающих. Также обнаруживаются у рыб, птиц, рептилий. Напоминают по форме пирамиду, из которой вверх ведёт большой апикальный дендрит; имеют один аксон, идущий вниз, и множество базальных дендритов. Впервые были исследованы Рамон-и-Кахалем. Отмечены в таких структурах, как кора мозга, гиппокамп, миндалевидное тело (амигдала), но отсутствуют в обонятельной луковице, стриатуме, среднем мозге, ромбовидном мозге.

Читайте также:  Боли за ухом справа или слева при нажатии, причины

Клетки-канделябры (англ. chandelier cell, chandelier neuron; иногда: канделябровидные клетки) — ГАМКергические интернейроны коры головного мозга, образующие характерные продолговатые аксо-аксональные соединения исключительно с начальными сегментами аксонов пирамидальных клеток. Так называемые «картриджи» — аксональные терминали, окутывающие начальные сегменты пирамидальных аксонов, напоминают свечи и придают нейронам вид канделябра. Клетки-канделябры содержат кальций-связывающий белок парвальбумин.

Роль шипиков в нервной системе

Строение аксона и дендрита.

Аксон соединяет тело клетки с тем органом, который контролирует клетка и от которого она получает сигналы (или которому передает их); именно из аксонов состоит белое вещество мозга. Строение аксона очень напоминает строение кабеля. Внутренний канал, содержащий тонкие нити фибриллярных белков, окружен миэлиновой оболочкой; в ее состав входят различные липиды и белки. По-видимому, при образовании этих оболочек осевой цилиндр аксона вдавливается в оболочку шванновской клетки, протоплазма ее удаляется и аксон обматывается мембранами шванновской клетки, как электрический кабель изолирующими материалами. В тех местах, где граничат миэлиновые мембраны соседних шванновских клеток, на аксоне образуются характерные перехваты — перехваты Ранвье. Внутри аксона, в аксоплазме, имеются не только аминокислоты, пептиды и их производные, но и ионы калия, кальция, натрия и др., играющие существенную роль в передаче нервного возбуждения.

Роль шипиков в нервной системе.

Дендритный шипик — мембранный вырост на поверхности дендрита, способный образовать синаптическое соединение. Шипики, в частности, выполняют роль отдельных клеточных компартментов, предотвращающих изменения в содержании ионов в цитоплазме материнского дендрита при активной работе синапсов.

Шипики, несущие синапсы на дендритах корковых клеток, появляются именно в возрасте, когда развивается условно-рефлекторная деятельность. Дополнительные указания на роль шипиков в механизмах памяти дали эксперименты, показавшие интенсивное развитие их синаптического аппарата у животных в результате выработки условных рефлексов.

Признан факт, что чем больше шипиков на дендритах нейрона, чем больше ветвление дендритов, тем шире рецептивное поле нейрона и тем больше возможностей для образования синаптических контактов

Кетамин восстановил синапсы в нейронах головного мозга мышей

Penn State / flickr.com

Нейробиологи раскрыли механизм действия кетамина в качестве антидепрессанта, сообщается в Science. Оказывается, кетамин способствует росту дендритных шипиков на нейронах медиальной префронтальной коры головного мозга, которые исчезают во время длительного стресса.

Читайте также:  Калия перманганат (Potassium permanganate) - инструкция по применению, состав, аналоги препарата, до

Кетамин — синтетическое вещество, полученное в 1960-х годах, которое до недавнего времени использовалось в качестве анестетика и средства для наркоза. Кроме того, оно является психоактивным веществом и вызывает нарушения работы сознания. В то же время, как показали клинические исследования, кетамин быстро (за несколько часов) облегчает симптомы у больных клинической депрессией, в то время как другие антидепрессанты начинают действовать гораздо медленнее. В марте FDA одобрило в качестве препарата для лечения резистентной депрессии эскетамин — энантиомер кетамина, который действует так же, как кетамин, но реже вызывает побочные эффекты. Однако механизм действия этих веществ как антидепрессантов неизвестен. Поскольку кетамин действует быстро, его можно использовать для исследования механизма ремиссии при депрессии.

Одной из причин возникновения депрессии является стресс, который изменяет пластичность нейронов головного мозга. Как было показано, у крыс во время повторяющегося стресса уменьшается плотность синапсов в медиальной префронтальной коре (МПК) головного мозга. Эта область, в том числе, вовлечена в процессы обучения, планирования и переключения внимания. Также она задействована в генерации фаз медленноволнового сна. Предполагалось, что кетамин действует как антидепрессант за счет того, что увеличивает количество синаптических связей в МПК. Возможно, он ускоряет восстановление синапсов. Однако проверить, как именно кетамин действует на нейроны головного мозга, и как восстановление синаптических связей связано с лечением депрессии, до недавнего времени было сложно. Теперь же, с развитием методов оптогенетики, такая возможность появилась.

Американские и японские исследователи под руководством Конора Листона (Conor Liston) из Корнеллского университета проверили гипотезу, согласно которой кетамин ускоряет ремиссию при депрессии за счет того, что способствует появлению новых синапсов в медиальной префронтальной коре. В экспериментах они использовали генетически модифицированных мышей, у которых в сенсорных и моторных нейронах головного мозга экспрессировался желтый флуоресцентный белок. Животным в МПК вживляли микропризмы, которые позволяли исследователям получать фотографии нейронов с помощью двухфотонного лазерного микроскопа. Мышей из экспериментальной группы (шесть животных) в течение 21 дня поили водой с кортикостероном, основным гормоном стресса мышей и крыс. До, во время и после эксперимента исследователи делали снимки нейронов медиальной префронтальной коры, в которых экспрессировался желтый флуоресцентный белок, и таким образом наблюдали за исчезновением и ростом дендритных шипиков — отростков на нейронах, которые получают информацию от других нейронов через синапсы.

Читайте также:  Если у ребенка болит горло Что делать

Кортикостерон привел к появлению у мышей тревожного и депрессивного поведения. Они стали меньше пить подслащенной воды и становились неподвижны, когда их подвешивали за хвосты в ходе стандартного теста для измерения стресса у грызунов. У них стали чаще исчезать дендритные шипики и реже появляться новые. Как обнаружили ученые, 89 процентов дендритных шипиков, которые исчезли через 10 дней приема кортикостерона, не восстановились на 21 день, в конце эксперимента. Причем отростки исчезали не случайным образом, а кластерами, расположенными на определенных участках нейронов. Исследователи повторили стресс-тест с использованием пространственных ограничений (мышей периодически держали в узких пластиковых трубках) и получили те же результаты.

После 21-дневного стресса авторы статьи однократно давали мышам кетамин и через 24 часа делали снимки нейронов МПК, а также следили за изменениями в поведении животных. Поведение мышей после приема антидепрессанта приходило в норму в течение 3-6 часов, и сохранялось до 7 дней. А вот рост нейронов начинался позже, через 12-24 часа. Скорость роста дендритных шипиков через сутки повышалась на 17 процентов. При этом отростки образовывались не случайным образом, а кластерами, в определенных местах нейронов. В то же время, кетамин не снижал скорость исчезновения дендритных шипиков. Также ученые убедились, что кетамин восстанавливает часть дендритных шипиков: они образовывались на тех местах, откуда исчезали при стрессе. Более того, кетамин способствовал возникновению синапсов на отростках.

Схема и результаты эксперимента. Вверху. схема мышиного мозга с имлантированной микропризмой. В центре. тайм-лайн эксперимента. Серыми стрелками показаны дни, когда ученые делали снимки нейронов, синей — день, когда мышам давали кетамин. Внизу. Исчезнувшие и выросшие в течение эксперимента дендритные шипики.

Ссылка на основную публикацию
Что такое биопсия Блог UNIM
Взятие материала на биопсию Биопсия – взятие тканевого материала с аномальных участков шейки матки, влагалища, вульвы и аногенитальной области для...
Что приготовить ребенку на ужин быстро и вкусно рецепты на скорую руку
Рецепты на скорую руку для детей Завтрак, обед и ужин на скорую руку — может быть, и не идеальный вариант...
Что принимать от боли в почках таблетки, народные средства
Болят почки: что делать в домашних условиях Порой каждый из нас сталкивался с неприятными ощущениями в области поясницы, которые препятствуют...
Что такое биопсия почки; ООО МЕДИЦИНСКИЙ ЦЕНТР; ЖИЗНЬ
Пункционная биопсия почки Биопсия почки — прижизненное морфологическое исследование почечной ткани с помощью чрескожной пункции под контролем УЗИ. Процедура была...
Adblock detector