Lezione 5
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QUADRI DI SCARICA: FIRING REGOLARE vs. SCARICA IN BURST Due modalità di scarica nei neuroni talamici di relay [Da Llinás & Jahnsen, 1982] Scarica in burst e low-threshold spike [Da Llinás & Jahnsen, 1982] La corrente di Ca2+ a bassa soglia (low-voltageactivated, LVA) di tipo T (IT) Neuroni del nucleo genicolato laterale di ratto [da Hernández-Cruz & Pape, 1989] IT: isolamento Neurone talamico (complesso ventrobasale) di ratto [da Huguenard & Prince, 1992] IT: voltaggio-dipendenza Neuroni del nucleo genicolato laterale di ratto [da Hernández-Cruz & Pape, 1989] Proprietà della IT 1. Corrente a bassa soglia (low-voltage activated, LVA) 2. Rapida inattivazione tempo-dipendente 3. Inattivazione voltaggio-dipendente 4. reclutabile solo dopo iperpolarizzazione della membrana 5. Può generare low-threshold spike (LTS) Depolarizzazioni di rebound con burst di PA Cellula piramidale della corteccia piriforme di ratto, strato IV [da Tseng & Haberly, 1989] Depolarizzazioni di rebound con burst di PA: ruolo della IM Cellula piramidale della corteccia piriforme di ratto, strato IV [da Tseng & Haberly, 1989] Effetti muscarinici sulle correnti di K+ e sull’eccitabilità dei neuroni gangliari simpatici Classificazione molecolare dei canali del K+ “Sag” e depolarizzazioni di rebound con burst di PA nei neuroni della corteccia entorinale Cellula stellata della corteccia entorinale di ratto, strato II [da Dickson et al., 2000] La corrente H (Ih) Cellule stellate della corteccia entorinale di ratto, strato II [da Dickson et al., 2000] Proprietà della Ih 1. Attivata in iperpolarizzazione, deattivata in depolarizzazione 2. Corrente entrante, cationica mista (Na+ + K+) 3. Lenta cinetica di attivazione / deattivazione 4. Assenza di inattivazione voltaggio-dipendente 5. Modulata dal cAMP: shift dalla curva di attivazione in senso + Depolarizzazioni di rebound con burst di PA: ruolo della Ih Cellula stellata della corteccia entorinale di ratto, strato II [da Dickson et al., 2000] I neuroni piramidali neocorticali si dividono in regular spiking (RS)... Registrazioni da due diversi neuroni dello strato V della corteccia sensorimotoria di ratto [da Franceschetti et al., 1998] …e intrinsically bursting (IB) Neuroni dello strato V della corteccia sensorimotoria di ratto [da Franceschetti et al., 1998] La corrente di Na+ persistente (INaP) Cellule stellate della corteccia entorinale di ratto, strato II [da Magistretti & Alonso, 1999] Voltaggio-dipendenza della corrente di Na+ rapida (INaT) Cellule stellate della corteccia entorinale di ratto, strato II [da Magistretti & Alonso, 1999] Proprietà della INaP 1. Bassa soglia di attivazione 2. Inattivazione assente o molto lenta 3. Attivazione rapida 4. Piccola ampiezza (1-2% dell’ampiezza massima della corrente INaT) 5. Sensibile alla tetrodotossina (TTx) Scarica in burst: meccanismi generatori diversi e diverse implicazioni • IT burst in iperpolarizzazione ri-depolarizzazione tutto-o-nulla • IM burst in iperpolarizzazione ri-depolarizzazione graduato • Ih burst in iperpolarizzazione ri-depolarizzazione graduato • INaP burst dal potenziale di riposo tutto-o-nulla I canali del Na+ (Nav): struttura molecolare I canali Kv: struttura molecolare Isoforme dei canali Nav (subunità α) Gating dei canali del Na+: dati di singolo canale [J. B. Patlak] Il tempo medio di apertura dei canali del Na+ è voltaggio-indipendente [da Aldrich, Corey & Stevens, 1983] Il gating dei canali Nav: proprietà fondamentali 1. L’attivazione è voltaggio-dipendente 2. L’attivazione è un processo multi-step 3. L’inattivazione è voltaggio-indipendente 4. Inattivazione e attivazione sono processi accoppiati Un modello allosterico per il gating dei canali del Na+ [da Taddese & Bean, 2002] Effetto della rimozione dell’inattivazione sulla voltaggiodipendenza di attivazione della corrente di Na+ Cellule piramidali neocorticali [da Brown, Schwindt & Crill, 1994] INaP: singolo canale 0.5 pA 50 ms 2 pA 50 ms Cellule stellate della corteccia entorinale di ratto, strato II [da Magistretti et al., 1999b] INaT: singolo canale Cellule stellate della corteccia entorinale di ratto, strato II [da Magistretti et al., 1999a]
