dendrite apical - Apical dendrite

Um dendrite apical é uma dendrite que emerge a partir do ápice de uma célula piramidal . Dendrites apicais são uma das duas categorias principais de dendrites, e eles distinguir as células piramidais de spiny células estreladas nos córtices. Células piramidais são encontrados no córtex pré-frontal , do hipocampo , do córtex entorrinal , o córtex olfactiva , e outras áreas. Mandris dendríticos formados por dendrites apicais são os meios pelos quais os inputs sinápticas em uma célula são integrados. As dendrites apicais nestas regiões contribuem significativamente para a memória , aprendizagem , e associações sensoriais através da modulação da excitatórios e inibidores sinais recebidos pelas células piramidais.

fundo

Dois tipos de dendrites presentes em células piramidais são apicais e basais dendritos. Dendrites apicais podem ser divididos em duas categorias: distal e proximal. O projecto dendrites apicais mais distal do corpo celular piramidal ( soma oposto) a partir do axónio . Dendrites apicais distais formam sinapses não-locais. Mais curtos dendrites apicais proximais projectar-se radialmente para células piramidais locais e interneurónios . Neurónios piramidais segregar as suas entradas usando dendritos proximais e apicais.

Dendrites apicais são estudados em muitas maneiras. Na análise celular, as propriedades eléctricas do dendrito são estudados utilizando respostas de estímulo. Um choque de superfície única do córtex cerebral induz um potencial negativo de 10-20 ms, uma manifestação dos potenciais excitatórios somados pós-sinápticos ( EPSPs ) evocado nas porções distais da dendrite apical. Este tem sido chamado de dendríticas potencial (DP). Esta é idêntica à resposta superficial de Adrian nas respostas corticais diretos. Em intensidades superiores a DP é seguido por ondas positivas lentas ( resposta profunda de Adrian ) ou por uma onda negativa prolongada duração de mais de 200 ms ( segundo componente de Chang ). A maior amplitude da PD é encontrada na superfície cortical, com a polaridade deslocado de negativo para positivo no interior da camada superficial.

Áreas de interesse

Hipocampo

O hipocampo contém neurónios piramidais em três áreas: CA1, CA2, CA3 e. Os neurónios piramidais de cada área tem propriedades diferentes. No entanto, em todas as áreas, síntese dendrítica de proteínas é necessária para potenciais tardios longo prazo nos neurónios do hipocampo. Neurônios em todo o sistema límbico são conhecidos por terem propriedades "estouro". Estas células passam por despolarizações síncronas e paroxísticas, disparando sequências curtas de potenciais de acção chamados rajadas.

O stratum oriens é a localização entre as camadas que contêm dendrites basais. O stratum lucidum , estrato radiante , e o estrato moleculare-lacunosum são camadas de dendrites apicais e estão ordenados de menos distante a mais distante a partir da soma do neurónio.

células piramidais em CA3

CA3 projeta colaterais Schaffer para dendrites apicais em CA1. Células piramidais individuais na região CA3 rebentaram propriedades devido à alta densidade de canais de cálcio nas suas dendrites proximais. A despolarização da membrana também pode desencadear estas rajadas. A entrada de cálcio na célula provoca a despolarização mais prolongada e aumentou potenciais de acção. Normalmente reduzida pelo hiperpolarizante inibição local (devido ao sistema de garantia excitatório), isto pode conduzir ao recrutamento progressiva de neurónios CA3 e resultar em descargas de rajada sincronizados. Após hiperpolarização por condutância de potássio dependentes de cálcio é também utilizada como um método de controlo destas rajadas.

células piramidais CA3 do hipocampo têm mandris dendricas complexas que recebem um padrão estratificada de entrada sináptica a partir de uma variedade de fontes, incluindo:

1. o comissural / fibras associativos de neurónios piramidais CA3 ipsi e contra-lateral que sinapse em ambos o basais e meados de apicais dendritos no stratum oriens e stratum radiatum
2. as fibras musgosas das células granulares do giro dentado que sinapse sobre a região apical mais proximal, o estrato lúcido
3. as fibras de caminho preforant das células piramidais corticais entorrinal que sinapse na região das dendrites apicais mais distais, o estrato lacunosum-moleculare .

Dendrites apicais distais se estendem para cima a partir do soma. As dendrites apicais proximais mais curtos se estendem para fora e abaixo. Forma de maioria de secção 2d é aproximadamente um cilindro com uma base de pontas para o mandril apical. As dendrites apicais e dendrites basais possuem um padrão de organização radial medida que se estendem a partir do soma. Dendrites apicais proximais e dendrites basais têm aproximadamente a mesma densidade. Dendrites apicais possuem um maior comprimento médio total dendrítica (6332 vs 5062 micrómetros) e área superficial (12.629 vs 9404 micrómetros quadrados, nem inclui espinhas ). No entanto, o número de ramos terminais para dendrites tanto apical e basal parecem ser semelhantes. As distâncias entre os pontos de ramificação sucessivas são mais curtos para dendrites basais. O dendrite basal, entretanto, tem cerca de 3 vezes menos terminações por dendrite primário. Esta ea ordem ramo máxima inferior sugerem menor complexidade do que as árvores dendríticas apicais. Dendrites basais têm uma distância mais curta para as pontas e uma gama mais restrita do que dendrites apicais. Os dados sugerem que as dendrites apicais e basais proximais são mais compactos, mas oferecer uma gama mais ampla de actividade locais de dendrites apicais distais.

Em CA3 neurônios as entradas são estratificadas e executado em bandas paralelas para a camada do corpo celular. Atenuação dendrítica de corrente sináptica é descrita por uma relação exponencial. O mais perto do corpo da dendrite, maior o EPSP amplitude. Medições eléctricas e previsões validar o modelo de corte transversal do cilindro. No CA3, o temporoammonic (TA), comissural (COM), associativa (ASSOC), e de fibras musgosas (MF) aferentes tudo fazer excitatória glutamatérgica (Glu) sinapses sobre as dendrites de células piramidais (ambos apicais e basais).

Desde sinais rápidos que ocorrem nas dendrites apicais basilar e proximal são transferidos para a soma com, pelo menos, uma eficiência de 20-25%, as sinapses em dendritos estes contribuem cada mais para a activação neuronal de sinapses apicais distais. Em contraste, apenas sinais lentas dos dendritos distais são eficientemente transferidos para a soma, sugerindo um papel modulador sobre o potencial de repouso da célula. A hipótese é em vários estudos que isso poderia ser feito através da variação da frequência global da actividade sináptica no dendrite apical distal. Uma vez que uma barragem constante da actividade sináptica poderia aproximar uma injecção de corrente constante, o nível geral de actividade sináptica no dendrite apical distal pode definir o nível de despolarização de todo o neurónio. Quando uma actividade sináptica proximal mais eficiente é sobreposta a uma despolarização sub-limiar, devido à actividade distal, a cula tem uma alta probabilidade de disparar um AP. Em CA3, é a projecção caminho perfurante a partir das células corticais entorrinal que fornece uma entrada sináptica para os dendritos mais distais das células piramidais. Assumindo uma média frequência de sete picos / seg, tão poucos como cinco células do córtex entorrinal que queimem aleatória causaria um nível constante de despolarização nos dendritos distais das células piramidais CA3b. Amplitude e cinética do sinal eléctrico pode variar como uma função da posição no interior da frequência de dendrite e sinal.

O disparador principal para a descarga CA3 é a entrada de aferentes a partir dos dentate gyrus células de grânulos , a partir do qual fibras musgosas terminais criar sinapses muito complexos sobre a parte proximal da dendrite apical CA3 no estrato lúcido . Aqui entram em contato com espinhas dendríticas muito complexos. Libertação de glutamato a partir de terminais individuais evoca uma grande não- NMDA mediada EPSP . As regiões mais proximais dos dendritos piramidais CA3 receber a entrada das fibras musgosas exclusivamente, regiões mid-dendrítica (radiatum estratos no lado apical e as oriens no lado basal) recebem principalmente associativos e fibras comissurais (a partir de outras células CA3), e o apical distal dendritos ( stratum lacunosum-moleculare ) receber a entrada a partir dos aferentes temproammonic (a partir do córtex entorrinal). Entrada de fibras musgosas, para CA3 apresenta plasticidade diferente do que a típica potenciação a longo prazo , porque é dependente de (ou pelo menos sensível a) monoaminérgico (ver monoamina ) activação da AMPc segundo sistema mensageiro.

Interneurônios em CA3

Estes são semelhantes aos dentate células. Tipos de células interneurônio mostram padrões arborização dendrítica únicas e região segmentação específica por colaterais dos axônios. Os investigadores têm mostrado que diferentes interneurónios morfologicamente definidas mostram propriedades eléctricas diferentes. Estes incluem ambas as células-spiking rápidas cuja inibidora potenciais pós-sinápticos (IPSPs) soma para criar pequenas, lisas IPSPs em células piramidais e as células spiking lentas (estes produzem grandes, rápido aumento dos IPSPs no alvo celular piramidal). A região CA3 de dendrítica é laminado.

Para a entrada para o hipocampo adequada, a via temporoammonic surge na camada de células do córtex entorrinal III mas se separa da via perfurante para contactar os ramos mais distais das células piramidais no stratum lacunosum-moleculare de CA1-CA3. A influência excitatório (glutaminérgico) deste caminho tem sido questionada devido influência sobre as células piramidais tem sido difícil de demonstrar. Experiências recentes mostram que esta modulação de células piramidais podem activar diferencialmente uma subpopulação interneurônio localizado na parte mais distais das dendrites apicais.

O estudo da transmissão inibitória é limitado nos neurónios piramidais e seus moduladores porque o grande número de sinapses excitatórias tem ofuscado estudos fisiológicos dos neurónios inibitórios. A estrutura das sinapses inibitórias sobre a dendrites apicais pode não ser tão plástica como as sinapses excitatórias sobre estes neurónios. Existe dificuldade em diferenciar as sinapses excitatórias e inibitórias usando os registos electrofisiolicos em diversos experimentos. As sinapses excitatórias e os seus padrões são, por comparação com o sistema inibidor bastante uniforme no tipo e propriedades. O sistema de inibidor, em contraste, possuem várias (10) tipos diferentes de sinapses originários a partir de células diferenciadas, especificamente e são muito mais difíceis de controlar. Não existe informação suficiente para distinguir precisamente entre excitatórios e inibitórios caminhos que contribuem para as alterações na expressão e estrutura da célula alterações de neurotransmissores.

CA1

Células piramidais de CA1 fazer-se uma população homogénea, que em conjunto com os parentes em subículo compreendem as células de saída primários da formação do hipocampo. Excitatórios entradas primárias são via glutamatérgicos CA3 colaterais de Schaffer (ambos ipsi e contralateral), que contactam com espinhas dendriticas nas dendrites apicais e basais em radiatum estratos e oriens. Excitatório entrada adicional é através do sistema temporoammonic que as sinapses em dendrites apicais distais no estrato lacunosum-moleculare.

Os estudos de imagens seguintes mudanças localizadas cálcio intracelular a partir de entradas discretas sinápticos têm demonstrado um papel para estas correntes de plasticidade sináptica. Há discordância, no entanto, a forma como pode ocorrer alterações dependentes da actividade na inibição sináptica. Estudos concordam que a plasticidade é reforçada quando a inibição é reduzida.

CA2

CA2 difere de outras regiões, porque é uma das poucas áreas para sobreviver epilepsia do lobo temporal . Ácido caínico, usado para modelar TLE e esclerose relacionados, afecta principalmente as sinapses das fibras musgosas em CA3. Acredita-se que para estes glutamato liberação com a administração de KA. CA2 e CA3 podem ser distinguidos utilizando manchas histológicas porque as dendrites apicais proximais de Ca2 não possuem espinhas dendriticas .

córtex entorrinal

O córtex entorrinal (CE) é composto de seis camadas. Camada superficial que consiste em grande parte de fibras aferentes para as dendrites apicais das células em camadas II-VI. Níveis de caudais projetar fortemente para níveis rostrais. Dentro de cada área CE, camadas mais profundas inervam camadas superficiais, com camadas superficiais que inervam camadas superficiais adjacentes. Células piramidais entorrinal da camada V receber forte de entrada a partir do córtex perirrinal e córtices sensoriais. Estas células piramidais em seguida, projectar-se na camada superficial entorrinal II e III células. Células camada V CE têm fortes sinapses excitatórias recorrentes bem como camadas CA3 do hipocampo e quando provocado são capazes de actividade de explos. Medial para lateral conexões da área entorrinal são escassos e projetar principalmente da medial CE à CE lateral. Essas conexões não são recíprocas. A maioria das células na CE são piramidal. Mais de 90% das células da camada V são spiking regular, com apenas algumas células-spiking rápidas explosão de disparo e. GABA é forte nas camadas superficiais. Preparações de tecido fatia horizontal de ambos CE e tecidos do hipocampo mostram que a exposição a baixas concentrações de iões de magnésio produz eventos convulsivos prolongadas. Esta resposta é provavelmente um resultado das interligações de células piramidais camada V. Os aumentos de potássio extracelular em convulsões são vistas em camadas mais profundas. Estas respostas são reflexos precisos dos in vivo em modelos animais.

córtex piriforme

No ctex piriforme , a camada que consiste principalmente de entradas aferentes para dendrites apicais de células mais profundas. Camada I é subdividido em camadas Ia e Ib cada um com seus próprios aferentes. Camada II está densamente com piramidal e células semilunares. Camada III contém principalmente células piramidais em sua parte superficial.

No córtex piriforme as dendrites apicais distais de camada III neurónios piramidais receber entradas extrínsecas, que os correspondentes dendritos recebem entradas proximais intrínsecas.

Bulbo olfativo

Em cada glomérulo os axónios dos neurónios do receptor entre em contato com as dendrites apicais de células mitrais, que são os principais neurónios de projecção no bolbo olfactivo. Os corpos celulares de células mitrais estão localizados em uma camada distinta no fundo do olfactivo glomérulos . Cada célula mitral estende uma dendrite de primário a um único glomérulo, onde a dendrite dá origem a um tufo de ramos elaborado sobre a qual os axónios olfactivos primárias sinapse. Cada glomérulo no modelo de ratinho, por exemplo, contém cerca de 25 células mitrais que recebem inervação de aproximadamente 25.000 axónios de receptores olfactivos. A convergência aumenta a sensibilidade das células mitrais para detecção de odor.

Córtex cerebral

Geral

A camada mais superficial do córtex é a camada molecular ou plexiforme. Tem uma densa rede de fibras e células feitas de axónios de orientados tangencialmente células Martinotti e células estreladas, bem como dendrites apicais de células piramidais. Dendrites apicais de células piramidais na camada granular externa e mais proeminentemente o projecto camada piramidal externo na camada molecular. Existem também na camada plexiforme GABAérgicos conexões sinápticas entre as dendrites apicais de células granulares e as dendrites basais das células tufados e células mitrais .

Algumas das dendrites apicais de células piramidais do córtex cerebral pode ser de até 10 um de diâmetro. O dendrite apical de uma grande neurónios piramidais do córtex cerebral podem conter milhares de espinhas. Espinhas no córtex cerebral variam em tamanho por várias ordens de grandeza a partir de uma região para outra. Menor tem um comprimento de 0,2 m e um volume de cerca de 0,04 micrómetros cúbicos e o maior comprimento de um 6.5μm e um volume de 2 micrómetros cúbicos.

Neocórtex

células piramidais são a classe maioria das células no neocórtex. Eles têm alta densidade de espinhas dendríticas, dendrites apicais proeminentes, e axônios que se projetam para fora do córtex, bem como localmente dentro dele. Soma para estas aparecem em todas as camadas, exceto as células estreladas I. Spiny são distinguidos a partir de células piramidais aqui pela ausência da dendrite apical e do fato de que seus axônios também não deixar o córtex. Estas células são pensadas para começar neurônios piramidais como e, em seguida, retirar as suas dendrites apicais e axônios.

Cerebelo

Uma característica definidora de células de Purkinje é a dendrite apical.

Desenvolvimento

Formação mandril dendrítica para os neurónios piramidais nos córtices ocorre progressivamente começando no final embrionárias fases de desenvolvimento e que se prolonga bem para períodos de pós-natais. Muitos dendritos de neurônios piramidais em camadas profundas do ramo e formar conexões na camada IV, enquanto alguns se estendem às camadas mais superficiais. Dendritos celulares piramidais na camada III ramo para formar mandris em camada I. aferentes talamocorticais vai fazer contacto com as dendrites sináptica na camada IV, enquanto miríade de outros factores irá atender dendritos em camada I. A estrutura de pós-sináptica é impulsionado em parte por meio de sinais a partir de entrante fibras aferentes e através da vida existe plasticidade nas sinapses.

A formação desses mandris é regulada pela intensidade dos sinais locais durante o desenvolvimento. Vários padrões na atividade controlar o desenvolvimento do cérebro. De acção potenciais alterações na retina , hipocampo, córtex e medula espinal fornecer sinais baseados em actividade tanto para os neurónios activos e as suas células alvo pós-sinápticos. Actividade espontânea originário dentro neuronais junções de hiato , o sub-placa de córtex, e entradas sensoriais estão todos envolvidos na sinalização celular que regula o crescimento de dendrites.

Modelos úteis de formação de mandril dendríticas são as Xenopus girinos, que são transparentes em estágios precoces do desenvolvimento larvar e permitem para os neurónios marcados com corante de ser repetidamente representada por imagem no animal intacto ao longo de várias semanas. Tem-se observado a partir deste e de outros modelos que existem rápidas adições do ramo dendríticas e retrações que alongar a dendrite geral e acumulam mais ramos. Isto reflecte o desenvolvimento de ramos axonais (ambos têm um tempo de vida de aproximadamente 10 min). Esta actividade diminui à medida que os neurónios maduros. Sinais, incluindo o glutamato de galhos axônio pode aumentar as adições de filiais.

Dentro do Xenopus modelo de girino, vários sistemas de sinalização foram estudados. Por exemplo, em neurónios tectal ópticos, o crescimento de dendrites de mandril ocorre aproximadamente no início da entrada da retina. Muitos no caudal tectate têm sinapses “silenciosas” que são modulados apenas por N-metil-D-aspartato ( NMDA receptores). Como neurios maduros, alfa-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxazol ( AMPA receptores) são adicionados, aumento da transmissão sináptica. Neuron e desenvolvimento dendrite são NMDA dependente. Rápido crescimento mandris dendríticas são mais dinâmicos do que os de crescimento lento e dendritos-se desempenhar um papel ativo no seu próprio desenvolvimento. Demonstrou-se em estudos que o transporte de HCN (hiperpolarização activado cíclicos de nucleótidos) isoformas de canais fechados para campos dendríticas de neurónios piramidais CA1 do hipocampo ocorre de uma forma específica para a idade no hipocampo em desenvolvimento.

Entre os sinais estudados neste sistema é CaMKII uma cálcio / serina / treonina quinase regulada por calmodulina, que é necessária para a indução de não expressão de potenciação a longo prazo . CaMKII mRNA é direccionada para os dendritos e a síntese de proteína e a actividade da enzima são aumentados de entrada sináptica forte. Expressão em Xenopus indica que está associada com a transição para o crescimento retardado mandril. Isto sugere que a actividade promove a redução do crescimento de dendrites ramo e de retracção, a estabilização da configuração do mandril. O seguinte padrão emerge para este sistema:

1. Ramos com receptores de NMDA apenas amadurecer e recrutar AMPARs, que estabilizam os ramos.
2. Estes ramos estáveis, em seguida, adicionar novos ramos com sinapses apenas de NMDAR que quer estabilizar através AMPARs ou retraem. Adições Ampar estão presentes em adultos e representam plasticidade sináptica .
3. Fortalecimento CaMKII de sinais de resultados do tráfico selectiva de GluR1 AMPARs em sinapses. Na depressão de longo prazo (LTD) as subunidades GluR de AMPARs submetidos a endocitose .

diferenças temporais na sinalização ao longo do neurônio maturação sugerem que os estudos mais promissores de desenvolvimento caramanchão e synaptogenesis no futuro vão ocorrer em sistemas cerebrais intactas.

Outro modelo estudado em desenvolvimento dendrite apical é o rato . A injeco de toxina do tétano em ratos recém-nascidos mostrou que o crescimento de dendrites apicais ocorre normalmente durante a privação de sinal enquanto que o crescimento de dendrites basais é restrito. Isto indica que a actividade neural é crítico para a formação de novos dendrite.

No entanto, os modelos animais podem ser insuficientes para elucidar a complexidade desses sistemas. células piramidais em CA1, por exemplo, são 30 vezes mais grosso em humanos como eles são em ratos. O córtex entorrinal também é subdividida em tão poucos quanto 8 e até 27 secções em seres humanos (dependendo do sistema utilizado), enquanto que existem apenas duas em ratos e em macacos 7. As conexões do giro denteado e do córtex entorrinal também são mais sofisticados em seres humanos. Em ratos e gatos, existe uma muito grande ligação recíproca entre o córtex entorrinal e o sistema olfactivo. Nos primatas esta conexão está ausente e há altamente conexões diferenciadas entre o parasensory multimodal e córtices paralímbicas e da CE que não são tão evidentes em ratos e gatos. O aumento do tamanho do subículo primata pode proporcionalmente aumentar os seus efeitos sobre o córtex entorrinal.

dimorfismo sexual

Piramidal dendrítica célula formação mandril no cingulado anterior córtex (camadas 2/3) é mais complexo em machos e, em contraste com a região pré-frontal orbitais, arborização dendrítica é maior em mulheres, sugerindo uma diferença fundamental na organização pré-frontal em machos e fêmeas. Em ratos, por exemplo, exposição a estrogénio, quer exogenamente ou endogenamente durante conduz a aumentos em pró-estro em densidades de coluna de CA1. Estas diferenças podem ser devidas à presença de hormonas gonadais que foram demonstradas para influenciar a estrutura celular no hipocampo. O tratamento com testosterona tem sido demonstrado que afectam a estrutura do neurónio cortical.

Patologia

Resposta ao stress e PTSD

espinhas dendríticas, estruturas pós-sinápticos que recebem input principalmente excitatório, são sensíveis às experiências em desenvolvimento, incluindo episódios de estresse ou drogas. Estudos têm mostrado que o stress pré-natal reduz a complexidade, duração e frequência de coluna de camada II / III dendrites apicais piramidais em ratos e modelos de primatas. atrofia dendrica tem sido descrita na formação do hipocampo e do córtex pré-frontal em ambos os modelos.

O stress crónico tem sido mostrado para reduzir a complexidade do mandril e comprimento dendrítica total de árvores de dendrites apicais de neurónios piramidais CA3 do hipocampo, bem. Alterações induzidas pelo stress crónico no comportamento foram geralmente atribuído a alterações no hipocampo, que é um alvo primário neural de glucocorticóides e está envolvido em muitos dos comportamentos alterados por administração de corticosteróides. Ambos stress crónico e resultado a administração de corticosteróides em grande atrofia de dendrites apicais de neurónios piramidais em CA3 área do hipocampo, e estes dendritos não atrofiar quando cianocetona (um bloqueador corticosteróide) é dado. Esta atrofia dendrite é mediada por ambos os sistemas glutaminérgicos e serotoninérgicos (administração de qualquer dos antagonistas do receptor de NMDA CGP 43487 ou da absorção de serotonina tianeptina inibidor impede a atrofia). A morte celular foi avaliado a tratamento prolongado. Os hormônios do estresse em pequenas doses não-se causar danos, mas ampliar os efeitos de outros agentes perigosos, incluindo excitotoxins , hipoglicemia , hipóxia e isquemia. Efeitos prejudiciais do stress nesses neurónios está pensado para ser relacionada com a expressão do factor neurotrófico derivado do cérebro ( BDNF ), a expressão de que é reduzido em condições de stress e aumentou com a administração de anti-depressivos.

O córtex pré-frontal também é um alvo para os glucocorticóides em estresse ([3H] dexametasona se liga a receptores em frontal e córtex pré-frontal em cerca de 75% de concentração do hipocampo). regulação endógeno dos receptores de corticosteróides é indicado por alterada a ligação do composto anteriormente mencionado no córtex pré-frontal com a administração de corticosteróides. Além disso, a regulação das atividades de estresse envolve o córtex pré-frontal. As lesões no córtex pré-frontal de rato prejudicar alternação espontânea, o desempenho do labirinto radial, e privação passiva. Nos primatas estes prejudicar a inibição de respostas de linha-de-vista. A administração crónica de corticosteróides diminui de ligação ao receptor 5-HT1A, a ligação ao receptor 5-HT2, os níveis de serotonina, e de expressão da molécula de adesão das células neurais (uma macromolécula da superfície celular envolvido na regulação aspectos de estabilização sinapse). Estas alterações indicar mudança estrutural seguinte elevação hormona do stress.

Estudos de alterações morfológicas dendríticas indicam que a elevação de hormonas de stress na camada II-III do córtex pré-frontal provoca nenhuma alteração observável na estrutura ou distribuição de dendrites basais. As dendrites apicais, no entanto, mostram uma significativa redistribuição em cérebros de animais de stress-hormonais tratado, o qual é medido usando análise Scholl. análise Scholl calcula a quantidade e distribuição de material de dendrites por contagem do número de cruzamentos de dendritos com uma sobreposição de anéis concêntricos centrados no soma. medial prefrontal córtex camada II-III neurónios piramidais mostrou reorganização significativa com um aumento de 21% em mandris de dendrites apicais proximal e uma diminuição de 58% em mandris de dendrites apicais distais. Estes resultados estão em contraste com as alterações nos hipocampo mandris dendríticas CA3, em que apenas se observaram alterações regressivas. Uma possível explicação proposta nestes estudos é que a atrofia dos dendritos distais em II-III neurónios piramidais camada resultados directamente a partir da perda de entrada a partir de neurónios piramidais CA3 alterados, tanto quanto CA1 e CA3 projecto directamente para o córtex pré-frontal medial.

Foi determinado a partir de dados electrofisiolicos que sinapses excitatórias no dendrites apicais proximais de neurónios piramidais do córtex pré-frontal servem para amplificar sinais excitatórios potencial pós-sináptico (EPSP) geradas em dendrites apicais distais. Isto sugere que a redução da massa do dendrito distai devido ao stress elevação hormonal pode resultar em um aumento na complexidade proximal dendrite apical como o proximal dendrites apicais tentativa para compensar os sinais de dendrite apical distais reduzidas.

alterações serotoninérgicos e alterações na liberação de glutamato no córtex pré-frontal indicam que os mecanismos neuroquímicos estrutura alterando tanto no hipocampo e córtex pré-frontal são semelhantes.

A divisão de gestão entre as entradas extrínsecos e intrínsecos aos dendritos no córtex piriforme (mencionado acima) também é visto em menor grau no córtex pré-frontal medial . Isso indica que as mudanças induzidas pelo estresse para dendrites apicais aumentar a ênfase relativa dos sinais intra-corticais à custa de sinais extra-corticais.

Em estudos de animais hierárquicos, observou-se que os animais dominantes e subordinadas apresentam o mesmo grau de reorganização dendrítica, indicando que a atrofia dendrica com o stress não é dependente do grau.

doença metabólica

Em doenças neurometabólicos, neurónios de armazenamento distendidos são marcadamente inchado e em forma de pêra, com o núcleo e os corpos de Nissl deslocadas para com as dendrites apicais. Os exemplos de doenças de armazenamento de neurónio metabólicas são os esfingolipídios doenças de armazenamento, que tipicamente envolvem avaria hidrolases nos lisossomas responsáveis pela degradação destes lípidos:

1. tipo 2 e do tipo 3 da doença de Gaucher
2. GM1 gangliosidosis e GM2 gangliosidosis

Este inchaço é mostrado, por exemplo, na doença de Tay-Sachs , a acumulação de GM2 devido a defeito beta- hexosaminidase . Visível nesta desordem são formações grandes mega-neurite.

Epilepsia

mecanismos celulares

Foi indicado que há uma “galinha e do ovo” problema no estudo de modelos relacionadas com a epilepsia porque, por um lado, os modelos são usados ​​para estudar a gênese da epilepsia e no outro eles são usados ​​para estudar mudanças em eventos prolongados . A questão que se coloca, portanto, de se os dados resultantes dos modelos indicado um defeito exagerada responsável para a génese de convulsões ou se os dados indicaram mudanças sistémicas em tecidos normais, após a actividade convulsiva prolongada.

As correntes de cálcio, normalmente proeminentes em neurónios do hipocampo CA1 são aumentados em resposta ao estado de mal epiléptico. Há evidências de que a corrente de canais de cálcio do tipo T é aumentada especificamente em dendrites apicais. A hipótese é que este fenómeno cria uma situação em que picos rápidos de sódio no soma volta-se propagar para os dendritos, por meio de que eles detonam rebentamento.

potenciais dendríticas (DPs) também sofrer alterações. Elicitação de PD durante a atividade de apreensão mostrou que eles eram muito menores do que os controles. No entanto, PD eliciada apenas após a cessação apreensão durou por períodos mais longos, o que indica que a supressão da DP está correlacionada com a própria actividade convulsiva.

O glutamato é um neurotransmissor excitatório capaz de causar uma lesão metabólica para os neurónios. No hipocampo, gabaérgicos neurónios foram encontrados vulneráveis à acção excitotóxica do glutamato no receptor de cainato . Estes receptores são mais denso em sectores CA3 e CA2 do hipocampo, onde as concentrações de nanomolar (nM) de ácido caínico têm sido associados com a despolarização pronunciada e persistente de neurónios piramidais CA3. Isto envolve a condução de actividade excitatória ao longo das projecções de fibra musgosa da área dentate células granulares para os neurónios CA3. A estimulação deste tipo de receptor tem sido associada com picos paroxísticas semelhantes a convulsões.

Plasticidade em células piramidais CA1 e interneurônios tem sido relacionada com papéis CA1 em epileptogênese. CA1 é hiperexcitável quando região CA3 é danificado. Redução de ambos GABAA e GABAB IPSPs ocorre. interneurónios GABA, embora intacto, tornam-se menos facilmente activada.

Apreensão de entrada a partir da CE para o giro dentado é filtrada para ambos ictal e os padrões normais de actividade, enquanto que as células CA3 impor um perfil de inter-ictal, reforçando a actividade anormal.

Hiperventilação leva a uma mudança de corrente contínua negativa superfície marcada, devido à despolarização das árvores dendriticas apicais de células piramidais corticais. Esta mudança é provável que representam o aumento da excitabilidade das redes neuronais corticais e pode explicar a epileptogenicidade potencial resultante. Alguns fármacos anti-epilépticos ter o efeito oposto de reduzir a negatividade superfície em controlos normais.

epilepsia do lobo temporal

Mudanças na expressão dos canais de potássio e de correntes de potássio foram descritos em um modelo de epilepsia do lobo temporal. Neste modelo, não é a regulação negativa do tipo A codificação do canal Kv4.2. Este canal está envolvido na limitação retropropagação de potenciais de acção e na redução da transferência de potencial pós-sináptico excitatório (EPSPS) de dendrites apicais em soma. No mesmo modelo, o acima mencionado supra-regulação de canais de cálcio do tipo T, também tem sido demonstrado que resultam em aumento de comportamento de ruptura em neurónios do hipocampo.

Convulsões infantis e perda de memória associada

Morte neuronal não parecem contribuir para os déficits de aprendizagem em ratos com convulsões infantis . Neurios CA3 da toxina do tétano modelo de epilepsia início precoce , no entanto, mostram uma redução na complexidade ramificação de dendrites basais, bem como uma diminuição na densidade da coluna em ambos os dendritos apicais e as dendrites basais. Dados semelhantes foram retirados de pacientes humanos epilépticas durante procedimentos cirúrgicos. Em focos neocortical e do hipocampo, foram observados uma diminuição no comprimento e complexidade da ramificação mandris dendríticas e uma redução da complexidade ramificação dos dendritos restantes. O creme de alumina crónica modelo de epilepsia em primatas produziu dados semelhantes. Porque dendritos e suas espinhas são os locais de entrada sináptica excitatória Onto neurónios, os resultados sugerem que a transmissão sináptica para glutamato pode ser reduzida. Como estes são sites ativos na potenciação de longa duração (LTP) e outras alterações na transmissão sináptica que fundamentam a aprendizagem e memória, alterações nesses locais poderia explicar os déficits de aprendizagem e memória associadas tanto de início precoce e epilepsia longo prazo.

Esquizofrenia

Em indivíduos que sofrem de esquizofrenia, post-mortem análise indicou uma diminuição de células sensíveis a GABA e actividade no hipocampo.

heterotopia neocortical humana

Heterotopia é o deslocamento de um órgão ou de um seu componente a partir da sua posição natural. Modelos de ratos de telencefálico Interno Heterotopia Estrutural são usados como modelo para heterotopia neocortical humana. Nestes modelos, as dendrites apicais dos neurónios piramidais não são consistentemente orientada radialmente e pode mesmo ser invertido. Além disso, os dendritos perto da borda da região heterotópico muitas vezes dobrar e seguir o contorno da banda.

Métodos de efeitos estudando

A lista seguinte é adaptado de Lothman, et al.

Imagiologia in vivo

1. ressonância magnética (MRI)
2. A tomografia computadorizada (TC)
3. tomografia por emissão de positrões (PET)
4. autoradiografia filme
5. tomografia computadorizada por emissão de fóton único (SPECT)
6. Superfície, subdural, e Eletroencefalografia Profundidade
7. magnetoencefalografia
8. Potenciais evocados
9. Estimulação Elétrica Focal
10. afterdischarges
11. fisiológicos, psicológicos respostas à estimulação
12. Gravação de uma única Unidade

Em fisiologia vitro

1. Slices
2. In Vitro Imagem: Luz Standard and Electron Microscopy
3. histoquímica
4. imunocitoquímica
5. receptor A autoradiografia
6. lesões
   1. Destrutivo
   2. Reversível
   3. criolesão promovida
7. farmacológica

mudanças apreensão

Dois métodos estão a estudar a relação entre convulsões e insuficiência dendrítica:

1. Convulsões activar mecanismos de stress incluindo a excitatório neuropeptídeo hormona libertadora de corticotropina (CRH), a partir de neurónios do hipocampo. CRH foi mostrado para interferir com o crescimento e a diferenciação dendrítica. Os ratinhos que carecem deste receptor possuem árvores dendriticas exuberante. No entanto, as células piramidais expostos a CRH durante a primeira semana de vida tinha atrofiaram dendritos. Estas mudanças relacionadas ao estresse reduzido plasticidade sináptica e causou aprendizagem e memória défices mais tarde na vida. Como existem antagonistas de CRH, existe um potencial para inverter ou prevenir estes efeitos através de meios farmacológicos.
2. Estudos de recorrentes crises febris têm mostrado que as convulsões resultou na aprendizagem e memória diminuída, mas também interrompido sinalização que, normalmente, resulta na activação de ligação ao factor de (elemento de resposta a cAMP CREB ), um factor de transcrição . Para os ratos testados na evitação inibidora paradigma de aprendizagem, normalmente uma activação da CREB ocorre por fosforilação em Ser133. Esta activação é prejudicada seguinte crises febris recorrentes. Uma modificação induzida por apreensão de uma cascata de sinalização a montante de CREB é sugerido por este. Os ratos adultos com crises febris infantis foram tratados com Rolipram , um inibidor da fosfodiesterase tipo específico IV ( inibidor de PDE4 ), que resultes na activação da proteína quinase A (PKA) e é conhecida para activar CREB pela proteína quinase activada por mitogio ( MAPK ) caminho. Tratamento Rolipram reverteu os défices de aprendizagem em ratos que tinham sofrido convulsões febris recorrentes.

monitoramento óptico

Gravar a actividade de um único neurónio, em qualquer momento dado em muitos locais na árvore dendrítica foi realizado utilizando corantes sensíveis à voltagem com monitorização óptica. Os sinais são rápidos, mas também pequenos, e medições de células individuais necessitam de iluminação intensa. À medida que os corantes são muito fototóxica, as células geralmente morrem depois de apenas alguns potenciais de acção. No entanto, as medições de ambas as gravações de patch somáticas e dendríticas mostram que o potencial de membrana de deflexão pico durante um paroxística despolarizante deslocamento (PDS), é 10mV maior no tronco apical (localização supragranular) do que a soma. Isto é consistente com a anatomia de redes neocorticais porque os mais poderosos conexes de camada recíprocos são em camadas supragranular 2 e 3. Isto pode resolver o informações contraditórias sugerindo que a actividade se espalha principalmente nas camadas supragranular ou na grande camada 5 neurónios.

Estudos convencionais com microscopia de electrões ou manchas de Golgi retratado dendritos como estruturas estáveis. No entanto, fotografia tempo decorrido e microscopia de dois fótons têm revelado dendrites como a vida, mudando constantemente tecidos que são móveis em uma escala de tempo rápido.

Eletroencefalograma

EEG sinais do couro cabeludo são somados EPSPs e IPSPs de células nervosas. EEG só pode medir os potenciais de células dispostas em camadas organizados e cuja dendrites apicais são orientadas perpendicularmente à superfície do córtex (como eles estão em células piramidais). O potencial medido pelo EEG é a diferença entre a base e as partes apicais dos neurónios activos que são orientadas de tal maneira. Os EPSPs que convergem para os neurónios piramidais através de fibras aferentes directos que terminam na parte superior das dendrites apicais causar um fluxo de iões carregados (uma corrente) entre os pontos em diferentes potenciais dentro e fora neurónios. Os iões positivos, então introduzir a seguinte concentração de células e o gradiente de carga eléctrica e se propagam para o resto do neurónio. Os EPSPs de dendrites apicais distais criar uma corrente de partida desde a parte apical mais próxima para a sinapse (onde a magnitude é maior) em relação ao corpo da célula porque a resistência a este fluxo é menor. A corrente perpendicular (ou radial) para a dendrite apical é acompanhada por um campo magnético que se propaga ortogonalmente (ou tangencialmente) para a corrente ao longo do lado extracelular da membrana celular. Este conjunto de alterações funcionais iónicos e eléctrica gera, portanto, os campos de potenciais electromagnéticos ou dipolos electromagnéticos. Estes podem ser definidos como também dipolos equivalentes individuais.

Referências