Маълумот

Тафовут байни пайвастҳои синаптикӣ

Тафовут байни пайвастҳои синаптикӣ


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Пайвастҳои синаптикии зеринро баррасӣ кунед (аз ин ҷо):

axodendritic - истилоҳе, ки ба пайванди ҳаяҷонангез ё ингибитории синаптикӣ байни аксонҳои пресинаптикии нейронҳои интиқолдиҳанда ва дендритҳои постсинаптии нейронҳои қабулкунанда дар роҳи импулси асаб; чунин пайвастҳо метавонанд таъсир расонанд, ки оё потенсиали дараҷавӣ дар дендрити постсинаптикӣ тавлид мешавад ё не.

акосоматикӣ - истилоҳе, ки ба пайвастагии ҳаяҷонангез ё ингибитории синаптикӣ байни аксонҳои пресинаптикии нейрони интиқолдиҳанда ва ҷисми постсинаптии ҳуҷайра/сомаи нейрони қабулкунанда дар роҳи импулси асаб; чунин робитаҳо метавонанд таъсир расонанд, ки оё потенсиали амал дар минтақаи триггери постсинаптикии аксон дар теппаи аксон тавлид мешавад ё не..

аксоаксонӣ - истилоҳе, ки ба пайвастагии ҳаяҷонангез ё ингибитории синаптикӣ байни аксонҳои пресинаптикии нейронҳои интиқолдиҳанда ва теппаи аксонҳои постсинаптикӣ ё аксонҳои нейронҳои қабулкунанда дар роҳи импулси асаб; чунин робитаҳо метавонанд таъсир расонанд, ки оё потенсиали амал дар минтақаи триггери постсинаптикии аксон дар теппаи аксон тавлид мешавад ё не..

Тафовут байни робитаҳо аз ҷиҳати таъсири онҳо ба нейрон чист?

Ба фаҳмиши ман:

  • axodendritic: ба дендрит таъсир мерасонад $ ightarrow$ аз ин рӯ ба потенсиали дараҷабандии нейрон таъсир мерасонад
  • аксосоматикӣ: бевосита ба потенсиали дараҷабандии нейрон таъсир мерасонад
  • axoaxonic: танҳо ба аксон таъсир мерасонад (вобаста аз нейрон?)

Аз ин рӯ, ба фаҳмиши ман пайвастагиҳои аксодендритикӣ ва аксосоматикӣ як натиҷа медиҳанд: онҳо ба потенсиали дараҷабандии нейрон таъсир мерасонанд (масалан. оё нейрон "оташ мезанад"), ки пайвасти аксоаксонӣ танҳо таъсир мерасонад, ки аксон оташ мегирад. Оё ин дуруст аст?

Агар ин тавр бошад, пас ҳадафи дендритҳо чист? Агар аксонҳо мустақиман ба бадани ҳуҷайра пайваст шаванд, пас чаро онҳо ба дендритҳо лозиманд (ба ғайр аз ҳосил кардани сатҳи калонтари пайвастшавӣ ба нейрон)?

Шарҳ: Ман ин ҷавобро хондаам, ки қисман истифодаи дендритҳоро шарҳ медиҳад. Аммо, он инчунин қайд мекунад, ки таназзули сигнал бинобар ҷойгиршавии синаптикӣ бо тағирёбии потенсиали маҳаллӣ ҷуброн карда мешавад. Аз ин рӯ, IMO, дар посух гуфта мешавад, ки бартарии асосии доштани дендритҳо дар он аст, ки синапсҳои аксосоматикии ингибиторӣ метавонанд аз вобастагии ҷойгиршавии синапсҳои аксодендритӣ сармоягузорӣ кунанд. Оё он мақсади ҳақиқӣ ва ягона синапсҳои аксосоматикӣ? (Лутфан, агар хулосаи ман хато бошад, маро ислоҳ кунед!)


Нейронҳо ҳама дар бораи сохторҳои махсусе мебошанд, ки нақшҳои махсус доранд. Шумо барои дендритҳо далели хубе додед --- роҳи самараноки ҷойгир кардани пайвастҳои зиёде дар фазои хурд. Масалан, нейрони пирамида дар кортекс даҳҳо ҳазор синапсҳо дорад. Агар шумо танҳо пайвастҳои акосоматикӣ дошта бошед, сома бояд барои ҳамаи онҳо мувофиқ бошад (ва ин боиси бисёр масъалаҳои дигар мегардад).

Сохтори дендритӣ инчунин ба ҳуҷайра имкон медиҳад, ки хосиятҳои электрикии самараноктар (ниг. назарияи кабел) ва мустақилона коркарди воридот. Дар асл, қисмҳои гуногуни дендрит ҳоло ҳамчун қисмҳои мустақили ҳисоббарорӣ ҳисобида мешаванд. Масалан, ҳуҷайра метавонад ба таври интихобӣ як синапс ё ҳамаи синапсҳоро дар як шохаи дендритӣ мустаҳкам кунад. Бо аз ҷиҳати ҷисмонӣ ҷудо кардани он синапсҳо дар сохторҳои хурди дендритикӣ, осонтар аст, ки он тағиротҳои мақсаднок бидуни "кроссstalk" -и номатлуб дар синапсҳо ё фаъолияти ҳуҷайраҳои дигар. Ғайр аз он, пайвастҳои воридотӣ аз минтақаҳои гуногун аксар вақт ба минтақаҳои дендрит ҷудо мешаванд (масалан, дар нейронҳои пирамидалии CA1 гиппокампалӣ, пайвастҳои кортикалӣ ба қисми дуртарини дендрит, пайвастҳои дохилии гиппокампалӣ ба қисми дендрит ба сома наздиктар).

Вақте ки ҳуҷайра дендрити калон дорад (баъзе нейронҳо дендрит надоранд), фикр кардан дар бораи синапсҳои аксодендритикӣ ҳамчун вуруди муқаррарӣ, ки ба ҳисобкунии дақиқ мусоидат мекунанд ва синапсҳои аксосоматикӣ ва аксоаксонӣ ҳамчун дарвозаҳои глобалӣ муфиданд. Ин намудҳои охирин аз ҷойгиршавии онҳо истифода бурда, ҳисоби кӯтоҳи "муқаррарӣ" -и дендритҳоро кӯтоҳ мекунанд. Масалан, синапси аксосоматикии ингибиторӣ таъсири онро коҳиш медиҳад ҳама вуруди дендритӣ ҳангоми фаъолкунӣ.


Оқибати нейробиологии пешгӯӣ ё чарогоҳ

Pristionchus дар сурати кам шудани бактерия метавонад кирмҳои дигарро сайд кунад. Ин ҷо C. elegans сайд аст. Кредит: MPI барои биологияи рушд

Муҳаққиқон дар гурӯҳи Ралф Соммер дар Институти биологияи рушд дар Макс Планк дар Тюбинген, Олмон бори аввал тавонистанд, ки бо муқоисаи харитаҳои пайвастагии синаптӣ ё "коннектомҳо" -и байни ду намуд бо гуногунии худ алоқаи нейронҳои рафторро муайян кунанд. рафтор. Онҳо системаҳои асаби фарингиалии ду нематод, ғизодиҳии бактерияҳоро муқоиса карданд Элегантҳои Caenorhabditis ва дарранда/ҳамахӯранда Pristionchus pacificus ва фарқиятҳои калонро дар бораи чӣ гуна "пайваст кардани" нейронҳо пайдо карданд.

Саволи дарозмуддат дар нейробиология ин аст, ки чӣ гуна рафторҳои муайян дар намунаи робитаҳои байни нейронҳо инъикос меёбанд. Ҷавоб додан ба ин савол муносибати муқоисавиро тақозо мекунад, ки он ҳатто дар як организми нисбатан хурд ба монанди нематод бинобар маҳдудиятҳои техникӣ дар омодасозӣ ва таҳлили маҷмӯи маълумоти ниҳоят калон имконнопазир аст. Дэн Бумбаргер ва ҳамкорони ӯ системаҳои асабҳои фарингиалиро интихоб кардаанд C. elegans ва P. pacificus, ки ҳамагӣ аз 20 нейрон иборат буда, дараҷаи баланди мустақилиятро аз системаи асаби бадан нишон медиҳанд. Ин 20 нейронҳо ихтисори мушакҳои фарингҳоро танзим мекунанд, ки барои қабули ғизо ва коркарди он пеш аз ҳазм шудан дар рӯда масъуланд.

Bumbarger бахшҳои ултра-борик аз ду нафарро омода кардааст Pristionchus кирмҳо ва шумора ва ҷойгиршавии синапсҳоро дар системаи асабҳои фаринҳӣ бо мавҷудаи муқоиса карданд C. elegans маълумот. Сарфи назар аз андозаи хурди нематод, тавлид ва таҳлили маълумот дар тӯли се сол тӯл кашид: Ҳар яке аз минтақаҳои 150 микрометрии ҳалқ зиёда аз 3000 бахшҳоро ба вуҷуд овард, ки бояд дар зери микроскопи электронӣ тасвир ва таҳлил карда шаванд.

Натиҷаи аввалини ин тадқиқоти васеъ ногаҳонӣ буд: "Ба воситаи шакл ва мавқеи онҳо ҳар яке аз 20 нейронҳо Pristionchus pacificus метавон бо як эквиваленти дақиқ алоқаманд бошад Элегантҳои Caenorhabditis"шарҳ медиҳад олим." Ин ҳама аҷибтар аст, зеро масофаи эволютсионии байни ду намуди кирм зиёда аз 200 миллион сол аст ва онҳо дар рафтори ғизодиҳӣ ва анатомияи қисмҳои даҳони худ ба куллӣ фарқ мекунанд. "Дар ҳоле ки C. elegans танҳо ба бактерияҳо ғизо медиҳад, P. pacificus қодир аст, ки рафтори худро ба сайди кирмҳои дигар гузаронад, агар ғизои бактериявӣ камёб шавад.

Ин фарқиятҳо дар шумора ва мавқеи синапсҳои нейронӣ инъикос меёбанд. Ҳангоми дар C. elegans Аз 20 ҳуҷайраи асаб танҳо 9-тоаш нейронҳои моторӣ мебошанд, ки асосан ҳуҷайраҳои мушакҳоро фаъол мекунанд, шумораи онҳо то 19 дюйм аст. P. pacificus танҳо як нейрон танҳо ҳамчун интернейрон амал карда, байни ҳуҷайраҳои асаб робита барқарор мекунад. "Ин ба фарқиятҳои назаррас дар ҷараёни иттилоот ишора мекунад", мегӯяд Ралф Соммер. Равшан аст, ки танзими ҳаракат дар он хеле мураккабтар аст P. pacificus – бозёфт, ки бо рафтори ѓизодињии даррандаи кирм комилан мувофиќ аст.

Тавассути усулҳои таҳлилии қисман нав таҳияшуда олимони Тюбинген инчунин аҳамияти нейронҳо ва синапсҳои алоҳидаро барои тамоми шабака муқоиса карданд. Маълум шуд, ки ду нейрон дар қисми пешинаи P. pacificus ҳалқум аҳамияти назаррас пайдо кардаанд: онҳо нейронҳои моторӣ мебошанд, ки ҳуҷайраҳои мушакҳоро танзим мекунанд, ки ҳаракати қисмҳои даҳон, асосан ҳаракати дандонҳоро, ки дар он мавҷуд нестанд, назорат мекунанд. C. elegans. "Қисмҳои даҳон махсусан ҳангоми ҳамлаи дарранда фаъоланд, аммо на ҳангоми ғизо додани бактерияҳо" мефаҳмонад Соммер. Дар C. elegans, ин ду нейрон танҳо ҳамчун interneurons амал мекунанд. Дар қисми паси ҳалқ низ фарқиятҳои назаррас мавҷуданд. Ин ҷост C. elegans дорои "суфтакунандаи" махсуси мушакӣ барои нест кардани бактерияҳо мебошад, ки ягона манбаи ғизои онҳост. Дар P. Pacificus, ки суфтакунанда надорад, баъзе ҳуҷайраҳои мушакҳо алоқаҳои синаптикиро бо нейронҳо гум кардаанд.

"Намунаҳои алоқаҳои синаптӣ фарқиятҳои куллии рафтори ғизодиҳиро комилан инъикос мекунанд P. pacificus ва C. elegans", ба хулосае меояд Ралф Соммер. Натиҷаи дақиқе, ки ӯ ҳатман интизор буд, набуд. Тадқиқотҳои қаблӣ дар схемаҳои асабҳои хеле соддатар - ба мисли ҳалсачаи баҳрии Аплизия - нишон доданд, ки тағирот дар рафтор набояд бо тағирот дар рафтор мувофиқат кунад. Тафовут дар хосиятҳои физиологии нейронҳо ё модулясияи онҳо аз ҷониби нейротрансмиттерҳо барои таъсир расонидани тағироти рафтор метавонад кофӣ бошад.


Намунаҳои рафтори хоси намудҳо бо фарқиятҳо дар робитаҳои синаптикӣ байни нейронҳои гомологии механикосенсорӣ алоқаманданд.

Мо вокунишҳои рафтории ду намуди песро, Hirudo verbana ва Erpobdella obscura, ба ҳавасмандкунии механикии пӯст тавсиф кардем ва таъсири мутақобилаи нейронҳои механосенсории фишорро (ҳуҷайраҳои P), ки пӯстро innervate мекунанд, баррасӣ кардем. Барои баҳодиҳии вокунишҳои рафторӣ, мо ҳам сулфаи солим ва ҳам омодагии ҷудошудаи девори баданро аз ду намуд ҳавасманд кардем. Дар посух ба ҳавасмандгардонии механикӣ, Ҳирудо рафтори хамкунии маҳаллиро нишон дод, ки дар он девори бадан танҳо дар тарафи ангезиш кӯтоҳ мешавад. Эрпобделла, баръакс, дар ду тарафи бадан дар ҷавоб ба ламс қарор гирифт. Барои таҳқиқи заминаи нейронӣ барои ин фарқияти рафтор, мо таъсири мутақобилаи ҳуҷайраҳои P-ро омӯхтем. Ҳар як ганглияи миёнаи бадан дорои чор ҳуҷайраи P мебошад, ки ҳар як ҳуҷайра як квадранти гуногуни девори баданро иннерватсия мекунад. Мувофиқи хамшавии маҳаллӣ, фаъол кардани ягон ҳуҷайраи Р дар Хирудо потенсиали ингибитории полисинаптикиро дар дигар ҳуҷайраҳои Р ба вуҷуд овард. Баръакси ин, ҳуҷайраҳои Р дар Эрпобделла пайвандҳои ҳаяҷонангези полисинаптикӣ доштанд, ки ба ихтисори сегменти дар ин намуд мушоҳидашаванда мувофиқанд. Илова бар ин, фаъол кардани ҳуҷайраҳои инфиродии P боиси кашишҳои асимметрии девори бадан дар Хирудо ва кашишҳои симметрии девори бадан дар Эрпобделла гардид. Ин натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки аксуламалҳои гуногуни рафторӣ дар Эрпобделла ва Хирудо қисман тавассути таъсири мутақобилаи байни ҳуҷайраҳои механикӣ миёнаравӣ мекунанд.

Рақамҳо

Вокунишҳои рафторӣ ба қаторҳои…

Вокунишҳои рафторӣ ба қаторҳои зарбаҳои заифи электрикӣ, ки ба сатҳи сабук то мӯътадил тақлид мекунанд…

Вокунишҳо ба ҳавасмандкунии пӯст дар…

Вокунишҳо ба ҳавасмандкунии пӯст дар Хирудо ва Эрпобделла . Мо панҷ сегментро пайваст кардем ...

Муқоисаи ҳуҷайраҳои P дар Хирудо ба гомологҳои эҳтимолии P -ҳуҷайра дар…

Вокунишҳои ҳуҷайраҳои T, P ва N ба ҳавасмандкунии механикии бадан ...

П В ба П В алоқаҳо дар Хирудо ва Эрпобделла . а Намоянда…

Пайвастҳои P ба P дар Хирудо ва Эрпобделла ганглияи миёнаи бадан. а Нишонҳои намояндагӣ…

Пайвасти синаптикӣ байни ҳуҷайраҳои P…

Пайвасти синаптикӣ байни ҳуҷайраҳои P дар Хирудо ва Эрпобделла . а Сабтҳои…

Ҳаракати девори бадан аз сабаби…

Ҳаракати девори бадан аз сабаби ҳавасмандкунии дохили ҳуҷайра дар як ҳуҷайраи Р. а Боло…


NMJ-morph ҷузъҳои асосии морфологияи синаптикиро нишон медиҳад, ки ба сохтор ва#x2013функсияҳо дар пайванди асаб-мушак таъсир мерасонанд

Қобилияти ташаккули синапсҳо яке аз хосиятҳои бунёдии системаи асаби ширхӯрон барои тавлиди пайвасти шабака мебошад. Гуногунии сохторӣ ва функсионалӣ дар байни аҳолии синаптикӣ як аломати калидии гуногунрангии шабака мебошад, аммо мо дар бораи принсипҳои морфологие, ки тағирёбии андоза, шакл ва қуввати синапсҳоро танзим мекунанд, нисбатан кам медонем. Бо истифода аз пайванди асаб-мушакии муш (NMJ) ҳамчун синапси модели таҷрибавӣ дастрас, мо дар бораи таҳияи методологияи боэътимод ва стандартизатсияшуда барои таҳлили муқоисавии морфометрии синапсҳо ('NMJ-morph') гузориш медиҳем. Мо NMJ-morph -ро барои тавлиди маълумоти ибтидоии морфологӣ барои 21 тағирёбандаи алоҳида пеш аз ва пас аз синаптӣ аз 2160 NMJҳои инфиродӣ, ки ба нӯҳ популятсияи анатомии аз ҷиҳати синапс тааллуқдошта тааллуқ доранд, истифода бурда, фарқиятҳои систематикиро дар морфологияи NMJ дар байни аҳолии муайяншудаи синаптӣ ошкор карданд. Таҳлили ҷузъҳои асосӣ нишон дод, ки андозаи умумии NMJ ва дараҷаи парокандагии синаптикӣ, дар баробари диаметри аксонҳои пеш аз синаптикӣ, параметрҳои муҳимтарин дар муайян кардани морфологияи синаптӣ мебошанд. Морфологияи синаптикии "миёна" дар байни синапсҳои муқоисашаванда аз паҳлӯҳои чап ва рости бадан ба таври назаррас нигоҳ дошта шуд. Тафовутҳои систематикӣ дар морфологияи синаптикӣ фарқиятҳои мувофиқро дар функсияи синаптикӣ пешгӯӣ мекарданд, ки бо сабтҳои физиологӣ дастгирӣ мешуданд, ки робитаи мустаҳками андозаи синаптикӣ ва қувватро тасдиқ мекунанд.

1. Замина

Таъсис ва нигоҳдории пайвасти шабакавӣ тавассути ташаккули робитаҳои мувофиқи синаптикӣ як муайянкунандаи асосии функсия дар системаи асаби ширхӯрон мебошад [1,2]. Ҳама гуна кӯшиши фаҳмидани сохтор ва вазифаи мураккаби системаи асаб, аз ин рӯ, харитасозии дақиқ ва муфассали пайвастагии синаптикиро ('коннектомика') талаб мекунад, то хусусиятҳои муҳими занҷирҳои нейрониро, ки дар акси ҳол дастнорас хоҳанд буд [3,4]. Нақши муҳими синапсҳо дар нигоҳ доштани функсияҳои шабака боз бо мушоҳида кардани оқибатҳои фалокати дисфунксияи синаптикӣ ва талафот дар шароити нейрогенеративӣ ба монанди бемории Алтсгеймер, бемории Паркинсон ва бемории нейронҳои моторӣ нишон дода шудааст [5-7].

Гуногунии сохторӣ ва функсионалӣ дар байни аҳолии синаптӣ яке аз аломатҳои калидии гуногунии шабака мебошад. Аммо, мо дар бораи принсипҳои аз ҳад зиёд морфологӣ, ки тағирёбии андоза, шакл ва қуввати синапсҳоро идора мекунанд, нисбатан кам медонем. Масалан, гарчанде ки таъсири омилҳои инфиродии генетикӣ ва муҳити зист ба синапсҳо дар бисёр тадқиқотҳо омӯхта шудааст [8-10], то куҷо муттаҳид шудани ин таъсирҳо барои назорат кардани морфологияи синаптӣ номаълум боқӣ мемонад ва табиати иерархии ин омилҳои таъсиррасон боқӣ мемонад. таъсис дода шавад. Аз ин рӯ, барои пурра фаҳмидани шахсият ва нақши пайвастагии шабакавӣ дар системаи асаб дар саломатӣ ва беморӣ фаҳмиши беҳтари ин принсипҳо зарур аст.

Бо назардошти мураккабии пайвастагии синаптикӣ, ки дар дохили системаи марказии асаби ширхӯрон (CNS) [2] мавҷуд аст, аз шумораи кофии синапсҳои муайяншуда барои гузаронидани таҳқиқоти муқоисавии морфометрӣ ба даст овардани ченакҳои дақиқи сеченакаи морфологӣ душвор аст. Баръакс, пайванди асаб -мушакӣ (NMJ), синапс, ки дар байни нейронҳои мотории поёнии системаи асаби периферӣ ва нахи мушакҳои скелетии он ба вуҷуд омадааст, модели таҷрибавии дастрасро пешниҳод мекунад, ки ба омӯзиши морфология ва пайвастагии синаптӣ мувофиқ аст ва аз он фаҳмишҳо қаблан ба биологияи синаптикӣ дар тамоми системаи асаб татбиқ шуда буданд [11]. Илова бар ин, ба монанди синапсҳо дар CNS, NMJ макони патологияи ибтидоиро дар бисёр шароити неврологӣ, аз ҷумла миастения гравис ва ихтилолҳои ба он алоқаманд [12,13], синдромҳои модарзодии миастенӣ [14] ва бемориҳои нейронии моторӣ ба монанди амиотрофии паҳлуӣ муаррифӣ мекунад. склероз (ALS) ва атрофияи мушакҳои сутунмӯҳра (SMA) [15].

Сохтори асосии ҳуҷайравии синапсҳо дар NMJҳо хуб муқаррар карда шудааст [16] ва сохтори он бешубҳа мутобиқ карда шудааст, ки нейротрансмиссияи мустаҳкам ва боэътимодро бо "омили бехатар" [17] таъмин кунад. Таърихан, тавсифи аввалини морфологии NMJ аз доруҳои тилло ва нуқра истифода бурда, барои нишон додани терминалҳои асабмонанд (en plaque) [18] ва ангурмонанд (en grappe) [19] дар намудҳои гуногуни сутунмӯҳраҳо. Бо пайдоиши ранг кардани холинэстераза дар солҳои 1950 (аз ҷониби Коэлл ва Фриденвальд [20] таҳия шудааст), визуализатсияи ҳам ҷузъҳои пеш аз ва ҳам баъд аз синаптикии NMJ имконпазир гардид. Тадқиқотҳои минбаъдаи иннерватсияи мушакҳо дар намудҳои гуногуни ширхӯрон аз ин усулҳои якҷоя истифода бурданд [21], ки ба усулҳои гуногуни сифатӣ барои гурӯҳбандии терминалҳои асаб [22] ва лавҳаҳои охири мотор [23] оварда расонд. Микроскопияи электронии сканкунанда тасдиқ кард, ки ин сохтори мобилӣ дар намудҳои NMJs дар намудҳои гуногун ба мисли қурбоққа, финч ва хамстери чинӣ нигоҳ дошта мешавад, ҳарчанд бо фарқиятҳои ҷиддии морфологияи умумӣ [24]. Ба наздикӣ, сегонаи асосии ҳуҷайравии терминали асаби моторӣ, нахи мушакҳои скелетӣ ва терминали ҳуҷайраҳои Schwann васеъ карда шуда, ба он намуди чоруми ҳуҷайраҳои тахминии: 'краноцитҳо' [25] (бинобар муносибати анатомии онҳо бо NMJ, ки дар онҳо онҳо "пӯшидани" сохторҳои дар боло зикршударо пайдо мекунанд).

Бо пайдоиши усулҳои иммунофлуоресцентӣ ва микроскопияи конфокалӣ, дар якҷоягӣ бо дастрасии васеи нармафзори компютерӣ, имкониятҳои гузаронидани таҳлили устувори миқдории морфометрии NMJ ба таври назаррас афзоиш ёфт. Бо вуҷуди ин, то ҳол ягон методологияи стандартӣ барои таҳлили муқоисавии морфометрии NMJ ба вуҷуд наомадааст, ки ба кӯшиши кашф ё санҷиши гипотезаҳо оид ба принсипҳои асосии морфологӣ, ки метавонанд муносибатҳои сохторӣ -функсионалии синаптикиро танзим ё таъсир расонанд, монеъ мешавад. Дар ин таҳқиқот, мо дар бораи таҳия ва озмоиши як платформаи нави I mage J гузориш медиҳам, ки ба таҳлили стандартии морфометрии NMJs ('NMJ-morph') имкон медиҳад. Бо истифода аз NMJ-morph ба NMJ-ҳои муш, мо маълумоти ибтидоии морфологиро барои 21 тағирёбандаи алоҳида пеш аз ва пас аз синаптӣ аз 2160 NMJҳои инфиродӣ, ки ба нӯҳ популятсияи аз ҷиҳати анатомӣ фарқкунандаи синапс тааллуқ доранд, тавлид кардем. Сарфи назар аз гетерогении назарраси NMJs, мо нишон медиҳем, ки чӣ гуна истифодаи NMJ-morph дар якҷоягӣ бо таҳлили оморӣ фарқиятҳои систематикии морфологияи NMJ-ро байни популяцияҳои муайяншудаи синаптикӣ дар мушакҳои скелетӣ ошкор мекунад ва ҳассосияти равиш барои фарқ кардани фарқиятҳои нозук фарқ мекунад. аҳолии NMJs мувофиқи сабтҳои пешгӯишудаи физиологӣ.

2. Мавод ва усулҳо

2.1. Дисекцияи мушакҳо ва пайванди асаб -мушакҳои иммуногистохимия

Дувоздаҳ муш (шаш мард, шаш зан) ба таври тасодуфӣ аз як партови мушҳои навъи CD1 дар шаш ҳафтаи синну сол интихоб карда шуданд.Пас аз эвтаназия бо миқдори аз меъёр зиёди изофлурани нафаскашӣ, ҳар як муш вазн карда шуд ва мушакҳои интихобшуда аз ҳар тараф дар давоми 30 дақиқаи пас аз марг ҷудо карда шуданд. Мушакҳо фавран дар 4% параформальдегид барои 30 дақиқа мустаҳкам карда шуданд, сипас дар шӯри 1% фосфати буферӣ (PBS) шуста шуданд. Пас аз он ҳама боқимондаи боқимонда хориҷ карда шуданд. Мушакҳои краниалӣ ва lumbrical, ки барои тамоми васл пешбинӣ шудаанд, фавран барои иммуногистохимия омода карда шуданд (нигаред ба поён). Трицепсҳо ва квадрицепҳо бо ғарқшавӣ дар 30% сахароза дар як шабонарӯз 100 мкм қисмҳо дар микротомаи яхбандии Thermo Scientific Microm HM 450/KS 34 ба даст оварда шуданд.

Ҷузъҳои асаб-мушакӣ бо истифода аз протоколи стандартии лабораторӣ барои визуализатсияи ACHR-ҳои пеш аз синаптӣ 2H3/SV2 ва пас аз синаптикӣ иммуногистохимикӣ нишонгузорӣ карда шуданд [26]. Омодаҳои мушакҳо дар пайдарпаии ҳалли зерин ҷойгир карда шуданд (дар таркиби 1% PBS, агар антителоҳо ва консентратсияи онҳо дар зер нишон дода нашуда бошанд): α-бунгаротоксин (BTX) дар тӯли 30 дақиқа барои нишондодҳои ACHRҳои пас аз синаптӣ 4% Triton X барои 90 дақ ҳалли маҳкамкунандаи 4% альбумини хуноба (BSA) ва 2% Тритон Х дар тӯли 30 дақиқа антителоҳои аввалия (дар маҳлули блокаторӣ) дар давоми 72 соат дар 4 ° C 1% PBS барои 80 дақиқа 4% BSA барои 30 дақиқа антителоҳои дуюмдараҷа (дар 1% PBS сохта шудаанд) барои 150 дақиқа 1% PBS барои 80 дақиқа. Ниҳоят, омодагии мушакҳо дар слайдҳои шишагӣ дар Mowiol насб карда шуданд ва дар -20 ° C нигоҳ дошта шуданд. Дар ҳама марҳилаҳо, пеш аз тасвир, намунаҳо аз таъсири нури аз ҳад зиёд муҳофизат карда шуданд.

2.2. Антиденоҳо

Антителоҳои ибтидоӣ: 1: 50 муши зидди SV2 (весикулаҳои синаптикӣ) IgG, 1:50 муши зидди 2H3 (нейрофиламенти 165) IgG (ҳарду аз Бонки Гибридомаи Рушд). Антиденоҳои дуввум: 1: 100 Cy3 AffiniPure хари зидди муш IgG (Ҷексон ImmunoResearch Labs). BTX: 1 : 500 α-бунгаротоксин CF488A (биотиум).

2.3. Микроскопияи конфокалӣ

Тасвирҳо дар микроскопи конфокалии Zeiss LSM 710 гирифта шудаанд. Танзимоти конфокалӣ барои ба даст овардани созиши беҳтарин байни сифати тасвир ва суръати ба даст овардан оптимизатсия карда шуданд: умқи 8 бит, андозаи 512 × 512 андозаи чаҳорчӯба, × 63 калонкунӣ, × 2 масштаб ва фосилаи 1 микрон z-stack, бо гирифтани пайдарпайи тасвир барои кам кардани хунравӣ ( канали сурх — 543 нм ҳаяҷонангез, 565–615 нм коллексияи канали сабз - 488 нм ҳаяҷоновар, 500–550 нм). Ҳама таҳлили тасвирҳо бо истифода аз нармафзори I mage J ва плагини BinaryConnectivity дар пешгӯиҳои шиддатнокии максималии z-стекҳо анҷом дода шуданд.

2.4. NMJ-морф

Ҷараёни коре, ки дар ин ҷо таҳия шудааст ('NMJ-morph') аз платформа мустақил аст ва онро дар системаҳои оператсионии Windows ё Mac истифода бурдан мумкин аст. Версияи охирини I mage J ва плагини BinaryConnectivity дар домени ҷамъиятӣ ройгон дастрас аст ва онҳоро аз http://imagej.nih.gov/ij ва http://www.mecourse.com/landinig/software/ зеркашӣ кардан мумкин аст. software.html (дар фасли 'Операторҳои морфологӣ барои ImageJ'). Маводи дастгирии онлайн дорои дастури ҳамаҷонибаи корбари NMJ-morph (ки дастури қадам ба қадам барои иҷрои ҳар як андозагириро дар бар мегирад). Ин файл дар якҷоягӣ бо қолибҳои ҷадвал ва ҷадвали намунавии тасвир барои истифода дар омӯзиш ва стандартизатсия барои зеркашӣ аз http://dx.doi.org/10.7488/ds/1490 дастрас аст.

NMJ-morph барои осон кардани таҳлили миқдории ҳам сохторҳои пеш аз ва ҳам баъд аз синаптикӣ дар NMJ тарҳрезӣ шудааст, дар асоси ҷараёни кории стандартишуда ва такроршаванда, ки барои истифода дар пешгӯиҳои конфокалии z-стеки NMJ-ҳои инфиродӣ мувофиқ аст. Агар микроскопияи конфокалӣ ғайриимкон бошад (масалан, ҳангоми сабти ҳамзамон сохтор-функсия аз як NMJ) ё барои баъзе коргарон дастрас набошанд, барои таҳлили NMJ-морф (маълумот нишон дода нашудааст), як равиши стандартишудаи шабеҳ бо истифода аз микроскопияи флуоресцентии майдони васеъ истифода мешавад), аммо дурнамои конфокалии z-stack барои натиҷаҳои беҳтарин тавсия дода мешаванд. Ҷадвали 1 маҷмӯи пурраи 21 тағирёбандаи морфологиро, ки ба ҷараёни кории NMJ-morph дохил карда шудаанд, тафсилот медиҳад. Дар дасти мо, корбарони омӯзонидашуда тавонистанд маълумоти мукаммали морфометриро аз зиёда аз 30 NMJ дар як соат ба даст оранд.

Ҷадвали 1. Тағирёбандаҳои морфологӣ ва маълумоти ибтидоӣ. Ҳамагӣ 21 тағирёбандаи морфологӣ ба протоколи NMJ-морф дохил карда шудаанд. Арзишҳои ҳадди аксар ва ҳадди ақал барои ҳар як тағирёбандаи NMJ ба маълумоти миёна дар як мушак (240 NMJs) барои маълумоти дар расми 4 нишон додашуда ва маводи иловагии электронӣ, расми S4 мувофиқат мекунанд. Фарқи баробар байни арзишҳои ҳадди аксар ва ҳадди ақал барои ҳама тағирёбандаҳо, ба истиснои шумораи миёнаи вуруди аксон (****), муҳим будсаҳ & lt 0.0001, ***саҳ & lt 0.001, **саҳ & lt 0.01, *саҳ < 0,05).

Микрографҳои конфокалии NMJ-ҳои муши иммунолабелӣ аз омодагии мушакҳои пурраи кӯҳӣ ё қисмҳои 100 микрон (барои мушакҳои калонтар) бо истифода аз равишҳои стандартии аксбардорӣ гирифта шудаанд (ба боло нигаред). Барои таҳлили дақиқ, ҳар як тасвир як NMJ-и рӯиростро бо дарозии кутоҳи аксонии терминалиаш дар маркази майдони биниш сабт кард (расми 1). NMJ -ҳо, ки қисман ба майдони биниш майл буданд, танҳо дар сурате шомил карда мешуданд, ки қисмати oblique камтар аз тақрибан. 10% масоҳати умумии.

Расми 1. Гетерогении морфологии NMJ-ҳои муш. Намунаи NMJs аз се минтақаи бадан: сар ва гардан (мушакҳои Intercutularis, IS), пойҳои пеш (triceps brachii, TRI) ва пои пушт (lumbrical 4th чуқур, HL4). NMJҳо фарқияти назаррасро дар ҳаҷм ва морфологияи умумӣ нишон медиҳанд, бидуни робитаи возеҳ ба минтақаи бадан. Сатҳи миқёс = 10 микрон.

Сипас тасвирҳои хом конфокалӣ ба ҳамтоёни дуӣ табдил дода шуданд. Барои муқаррар кардани ҳадди ниҳоӣ, дар I mage J дар як вақт ду нусхаи пешгӯии шиддатнокии максималӣ кушода шуд, ки аввал ҳамчун истинод истифода мешуд, ҳангоми интихоби ҳадди ниҳоӣ барои дуюм. Дар таҷрибаи мо якчанд усулҳои гуногуни ҳадди аққал сохта шудаанд, ки ман Mage J -ро таҷриба кардаам, 'ХуангУсули [27] дақиқтарин тасвири бинарии тасвири аслиро дар 79% NMJ-ҳо таъмин намуд (дар силсилаи ибтидоии санҷиши 600 NMJ, ки аз ҷониби 2 муфаттишони мустақил таҳлил карда шудаанд - нигаред ба Натиҷаҳо ва маводи иловагии электронӣ, расми S1). Барои NMJҳои боқимонда, 'Хуанг'Усул дар ин маврид тасвирҳои дақиқи бинариро таъмин накардааст, ҳадди он ё дастӣ муқаррар карда шудааст (барои 18% NMJs), ё дар шумораи камтарин ҳолатҳо (3%), мо пайдо кардем'Йен' усули [28] то ҳадди фоидаи навбатии автоматӣ бошад.

Барои таъмини дараҷаи баландтарини такрорӣ дар байни маҷмӯи маълумот (ё барои он корбароне, ки таҷрибаи камтари NMJ-morph доранд), мо тавсия медиҳем, ки ҳама гуна тасвирҳое, ки бо истифода аз 'Хуанг’ усул бояд дар ибтидо аз тахлил даст кашад. Аммо, барои онҳое, ки бо NMJ-morph бештар ошно ҳастанд, ҳосили додаҳоро метавон бо истифода аз остонаи дастӣ ё '' афзоиш дод.йенУсули (тавре ки дар боло) бе осеб расонидан ба сифати маълумот дар силсилаи санҷиши ибтидоии 600 NMJs, мо дарёфтем, ки ин фарқиятҳои хурди аз корбар вобаста дар ҳадди ниҳоӣ ба таҳлилҳои натиҷавӣ ё такроршавандагии додаҳо ба таври назаррас таъсир намерасонанд (ниг. расми 3 ва Натиҷаҳо).

Дар ҳолатҳое, ки таносуби сигнал ба садои тасвирҳо нисбат ба онҳое, ки дар ин тадқиқот истифода мешаванд, камтар аст (масалан, дар NMJ-ҳои патологӣ, ҳангоми рушд ё дар ҳолатҳое, ки сохтор ва функсияи NMJ ҳамзамон омӯхта мешаванд ва дар он ҷо тамғагузории шадид мумкин нест мувофиқ бо функсияи муқаррарӣ), эҳтимол дорад, ки эътимоди бештар ба ҳадди дастӣ гузошта шавад ва тағйироти бештар байни муфаттишони мустақил ногузир хоҳад буд. Ин ҳолатҳои душвортар низ аҳамияти остона гузоштани як нусхаи тасвирро бо истинод ба нусхаи аслӣ таъкид мекунанд, то ин ки ҳамтои бинарӣ муаррифии дақиқи тасвири аслӣ бошад.

Як нуқтаи ниҳоӣ, ки мо мехоҳем дар робита бо истифодаи NMJ-morph қайд кунем, марбут ба мутлақ дурустии ченакҳои бадастовардашуда. Дар ҳоле ки ҷараёни кории тасвиршуда ҳам мустаҳкам ва ҳам такроршаванда аст зеро он тасвирҳои остона ва дуӣ (хоҳ автоматӣ ва хоҳ дастӣ интихоб шуда бошад), дақиқтаринро истифода мебарад мутлақ андозагирии тағирёбандаҳои инфиродӣ (масалан, минтақаи кластери AChR) танҳо тавассути ченкунии дастӣ дар асл иҷро карда мешавад, бемаҳдуд, тасвирҳои конфокалӣ, ки тавассути он як шахс метавонад дар бораи ҳудуди дақиқи ҳар як NMJ қарорҳои нозук қабул кунад. Ногузир, ин дар муқоиса бо усули зикршуда як равиши хеле вақти зиёдро талаб мекунад ва инчунин вобаста ба тағирёбии байни нозирон, ки мо мехостем коҳиш диҳем, аммо барои он гурӯҳҳое, ки бо маҷмӯи додаҳои хурдтар сарукор доранд, ин метавонад варианти афзалиятнок бошад, агар вақт лозим бошад. иҷозат медиҳад.

Дар маҷмӯъ, мо 21 тағирёбандаҳои морфологии инфиродиро ба платформаи NMJ-morph ворид кардем, ки ба “тағйирёбандаҳои аслӣ”, “тағйирёбандаҳои ҳосилшуда” ва “тағйирёбандаҳои алоқаманди асаб ва мушакҳо” тақсим карда шуданд (расми 2 ва ҷадвали 1). Андозаҳои асосии худтанзимкунӣ, ба монанди майдон ва периметр бо истифода аз функсияҳои стандартии I mage J чен карда шуданд (расми 2) (нигаред ба Дастури корбарии онлайнии NMJ-morph, ки дар ин ҷо дастрас аст: http: //dx.doi. org/10.7488/ds/1490).

Тасвири 2. Шарҳи платформаи NMJ-morph. Диаграммаи ҷараён, ки пайдарпайии таҳлилҳоро барои ҳар як NMJ нишон медиҳад. Ҷараёни кор 21 тағирёбандаи морфологиро дар бар мегирад: 11 'тағирёбандаҳои аслӣ' бо шрифти сурх, 7 'тағирёбандаҳои ҳосилшуда' бо кабуд ва 3 'тағирёбандаҳои асаб ва мушакҳо' бо сабз нишон дода шудаанд. Амалиётҳои мушаххас дар дохили NMJ-morph бо курсив нишон дода шудаанд.

Дар робита ба шакли мураккаби шохаҳои терминалҳои асаб, таҳқиқоти қаблӣ аксар вақт истилоҳҳои мураккабро барои муайян кардани шохаҳо истифода мебурданд (масалан, сегментҳои проксималӣ ва дисталӣ [29], фармоишҳои шохаҳо [30]), ки ҳеҷ кадоме аз онҳо барои истифодаи осон ва васеъ истифода намешаванд . Мо дар муайян кардани шохаҳо бо истифода аз функсияи 'skeletonize' дар I mage J барои истихроҷи 'кузови' як-пикселии терминалҳои асаб канорагирӣ кардем. Шумораи филиалҳои терминал [31] ва шумораи нуқтаҳои филиал баъдтар ба таври худкор бо истифода аз плагини I mage J ҳисоб карда мешаванд: BinaryConnectivity [32] (маводи иловагии электронӣ, расми S2). Ин усул бори аввал дар робита бо шакли шохабандии лавҳаи поёнӣ тавсиф шуда буд [33], аммо қаблан барои таҳлили терминалҳои асаби пеш аз синаптикӣ истифода нашуда буд.

Индекси "мураккабӣ" барои муттаҳид кардани тағирёбандаҳои шохаҳои инфиродӣ дар як шохиси ягонаи пеш аз синаптикӣ таҳия шудааст (монанд ба индексҳои "паймонӣ" ва "фрагментатсионӣ" пас аз синаптикӣ ба расми 2 нигаред). Усулҳои қаблии ин навъи таҳлил аз онҳое, ки номенклатураи нисбатан мураккабро истифода мебаранд (масалан, масофаи миёна байни нуқтаҳои пайдоиши шохаҳои дуввум дар шохаи ибтидоӣ [30]) то усулҳои соддатар (масалан, дарозии шохаҳо × шумораи нуқтаҳои филиал/100) [29]). Мо формулаи зеринро бо истихроҷи логарифмӣ барои тавлиди шохиси рақамии қулайтар истифода бурдем:

Андозаҳои асосии лавҳаи охири мотории пас аз синаптикӣ боз бо истифода аз функсияҳои стандартии I mage J чен карда шуданд (расми 2 барои дастурҳои зина ба зина Дастури корбари NMJ-morph дар интернет). Тағирёбандаҳои мураккаби морфологии плитаи мотории пас аз синаптикӣ бо истифода аз якчанд тағирёбандаҳои "ҳосилшуда" таъсис дода шудаанд (расми 2 ва ҷадвали 1). "Компакт будани" AChR-ҳо дар лавҳаи ниҳоӣ ба таври зерин муайян карда шуданд:

Ин шохис дар таҳқиқоти қаблӣ "парокандагӣ" номида шудааст [33,34], аммо мо истилоҳи "компактатсия" -ро ҳамчун тавсифи дақиқтари миқдори ретсепторҳо дар як минтақаи муайян ҷонибдорӣ мекунем. Ғайр аз он, он барои муайян кардани фарқияти возеҳ байни ин тағирёбанда ва "фрагментатсия" (нигаред ба поён), ки хусусияти дигари физикии пластинаро тавсиф мекунад, кӯмак мекунад.

NMJ-morph инчунин барои миқдор кардани шумораи кластерҳои дискретии AChR, ки аз лавҳаи охири мотор иборат аст, истифода шудааст. Гарчанде ки таҳқиқоти қаблӣ дар бораи ҳисобкунии оддии кластерҳои ретсепторҳои AChR хабар доданд [35], таҷрибаи мо нишон дод, ки ин метавонад дар амал душвор бошад, зеро кластерҳои дар наздикии наздик ҷойгиршуда аксар вақт ҳамчун як гурӯҳ пайдо мешаванд. Мо ин мушкилро тавассути истифодаи функсияи "қисмҳои тақсимшуда" дар I mage J бартараф намудем, ки он плитаи ниҳоиро ба кластерҳои комилан дискретӣ ҳал кард, ки онҳоро метавон осон ҳисоб кард (маводи иловагии электронӣ, расми S3). Ин функсия як намуди "сегменти ҳавзавӣ" барои тасвирҳои хокистарӣ мебошад, ки василаи ба таври худкор ҷудо кардани зарраҳои ба онҳо расидаро таъмин мекунад [36]. Илова бар ин, индекси "фрагментатсия" ҳисоб карда шуд, ки дар он лавҳаи сахти ба лавҳа монанд индекси сифр (0) дорад ва лавҳаи хеле порашуда дорои индексест, ки ба арзиши ададии як (1) майл дорад:

Тағирёбандаҳои боқимондаи морфологӣ, ки бо истифода аз NMJ-morph ('такрорӣ' ва 'минтақаи тамоси синаптикӣ') чен карда шудаанд, дар бораи 'мувофиқати' морфологии дастгоҳи пеш аз синапсикӣ маълумот медиҳанд. 'Онҷошавӣ' дараҷаи мувофиқати байни унсурҳои пеш аз ва баъд аз синаптикии NMJ-ро тавсиф мекунад - дараҷае, ки терминали асаб ба кластерҳои AChR мувофиқат мекунад. Плитаҳои охири қисман ишғолшуда ё холӣ як аломати патологияи мурдан (масалан ALS ва SMA) ва таназзули Валлерия [15] мебошанд ва тадқиқоти қаблӣ NMJ-ро ба категорияҳои гуногун таъин карда буданд, ки аз ҷойҳои холӣ то пурра ишғолшуда ба таври ним миқдорӣ [37]. Индекси ҳосилшудаи "такрорӣ" ба мо имкон дод, ки бо истифода аз усуле, ки Пракаш бори аввал тавсиф кардааст, "фоизи пурраи AChRs" -ро ҳисоб кунем ва дигарон. [30]:

Ба ҳамин монанд, мо тавонистем, ки барои ҳар як NMJ дақиқ 'як минтақаи алоқаи синаптикӣ' -ро тавсиф кунем:

Андозагирии диаметри нахи мушакҳо бо истифода аз микроскопи Olympus IX71/камераи Hamamatsu C4742-95 гирифта шуд. Омодаҳои нахи масхарашуда дар андозаи ×20 тасвир карда шуданд. Тасвирҳо бо истифода аз нармафзори Openlab I mprovision гирифта шуданд ва ченкунии диаметри нахи мушакҳо дар I mage J. ба таври дастӣ анҷом дода шуд. Дар як мушак чил нахи инфиродӣ чен карда шуд (2160 нахи мушакҳо дар маҷмӯъ барои маҷмӯаи мукаммал).

2.5. Электрофизиология

Сабтҳои дохили ҳуҷайра аз дохили 100 мкм NMJs дар нахҳои мушакҳо дар доруҳои ҷудошудаи IS ва LAL-мушакҳои асал-мушакҳо, ки дар намаки физиологии паррандапарварии HEPES-buffered (MPS, дорои 2 mM Ca 2+ ва 1 mM Mg 2+) дар ҳарорати хонагӣ ( 22-25 ° C), бо истифода аз микроэлектродҳои шишагини пур аз 4 М ацетати калий, муқовиматҳо 20-40 МΩ, тавре ки қаблан тавсиф шуда буд [38-40]. Потенсиалҳои амали мушакҳо тавассути мушакҳои пеш аз инкубатсия дар μ-конотоксини GIIIB (Alomone, 2.5 μM дар MPS) дар тӯли 20-30 дақиқа пеш аз интиқол ва пайваст кардани омодагӣ ба камераи сабти Sylgard, ки дар марҳилаи пайвастагии рост насб карда шудаанд, баста шуданд. микроскоп (Zeiss Axioscop2 FS Plus), ки бо ×10–×40 ҳадафҳои обпошӣ муҷаҳҳаз шудааст. Ҷавобҳои мушакҳои аз асаб ба вуҷуд омада тавассути электроди соркунанда ба стимулятори Digitimer DS2 пайваст карда шуданд, ки импулсҳои саривақтии амплитудаи 1-10 В ва давомнокии 0,1-0,2 мс-ро истифода мекарданд. MEPP-ҳои стихиявӣ ва EPP-ҳои асабӣ бо тақвиятдиҳандаи Axoclamp 2B сабт карда шуданд ва тавассути интерфейси Digidata 1322A рақамгузорӣ карда шуданд ва бо истифода аз нармафзори p C lamp 9.0 (ҳама Axon Instruments/Molecular Devices) ё W дар WCP (Барномаи Strathclyde Electrophysiological) кор мекунанд Компютер. Барои муқоисаи мушакҳо ва нахҳо, амплитудаҳои EPP ва MEPP ба потенсиали оромии стандартии -80 мВ ислоҳ карда шуданд. Барои таҳлили квантӣ амплитудаҳои EPP барои ҷамъбасти ғайрихаттӣ бо истифода аз формулаи [41] ислоҳ карда шуданд, В′ = в/(1 − fv/Е) татбиқи 'е'Омили 0,8 ва бо назардошти потенсиали баръакс барои AChRs 0 mV. Сипас мундариҷаи квантиро бо усули мустақим ҳисоб карда, амплитудаи ислоҳшудаи EPP -ро ба амплитудаи миёнаи MEPP ба потенсиали оромии EPP тақсим карда тақсим карданд.

2.6. Ҷамъоварии маълумот ва таҳлили оморӣ

Ҳама маълумотҳо аз I mage J содир карда шуда, дар ҷадвали ягонаи тарҳрезишуда дар Microsoft E xcel ҷамъ оварда шудаанд (ҷадвали электронии NMJ-morph барои зеркашӣ аз http://dx.doi.org/10.7488/ds/1490 ройгон дастрасанд). Ҷадвалҳои электронӣ ба таври дастӣ барои хатогиҳои рақамӣ пас аз воридоти маълумот аз I mage J. тафтиш карда шуданд. Таҳлили оморӣ бо истифодаи GraphPad P rism ва нармафзори SPSS гузаронида шуд. Усулҳои инфиродии оморӣ дар қисмати Натижаҳо ва ривоятҳои расм муфассал оварда шудаанд.

3. Натиҷаҳо

Барои тавлиди омодагии таҷрибавии NMJs, ки барои гузаронидани таҳлили муқоисавии морфометрӣ мувофиқанд, мо аз мушҳои навъи ваҳшии калонсолони ҷавон (тахминан ду моҳа) доруҳои иммунохистохимиявии ишорашударо истифода бурдем. NMJ-ҳо бо истифода аз антитело бар зидди протеинҳои нейрофиламент (2H3) ва сафедаҳои синаптикӣ (SV2) бо мақсади ошкор сохтани меъмории нейронҳои пеш аз синаптикӣ ва α-бунгаротоксин барои ошкор кардани плитаҳои охири мотории пас аз синаптикӣ [26,42-45] қайд карда шудаанд (расми 1). Муқоисаҳои сифатии ибтидоии NMJs аз се мушаки мухталифи як муш - интеркулкулярис (IS) triceps brachii (TRI) lumbrical 4 -ум чуқур аз пушт (HL4) - морфологияҳои аҷиби фарқкунандаи синаптикиро дар байни се ҳавзи синапс, бо фарқиятҳои намоён дар андоза, намуди зоҳирӣ ва мураккабии ҳам сохторҳои пеш аз ва ҳам баъд аз синаптикӣ (расми 1).

3.1. Таҳияи NMJ-morph ҳамчун платформаи стандартишуда барои гирифтани маълумоти морфологӣ

Барои боз ҳам омӯхтани ин вариантҳо дар морфологияи NMJ ва мусоидат ба муқоисаҳои миқдорӣ ва таҳлили минбаъдаи оморӣ, мо NMJ-морфро ҳамчун як ҷараёни кории стандартӣ таҳия намудем, ки тавассути он мо метавонем маълумотҳои истинодҳои морфологиро барои 21 тағирёбандаи алоҳида пеш аз синаптӣ ба даст орем (ниг. Мавод ва усулҳо) ).

Дар аввал, барои муайян кардани эътимоднокии NMJ-morph ва муайян кардани дараҷаи ҳама гуна тағирёбии байни корбарон, як қатор 600 NMJ аз ҷониби ду муфаттишони мустақил таҳлил карда шуданд, ки дар ду истгоҳи кории гуногун андозагирӣ карданд (расми 3). Дар ин машқ, муфаттиш 1 -ро интихоб кард Хуанг остона барои 83% тасвирҳо (14% дастӣ, 3% Йен), дар ҳоле ки муфаттиши 2 интихоб шудааст Хуанг барои 74% (22% дастӣ, 4%) Йен) дар маҷмӯъ, ду муфаттиш як остона интихоб кардаанд (ё Хуан, Йен ё дастӣ) барои 77% тасвирҳо. Сарфи назар аз ин таѓйирот дар интихоби њадди њад, дар баробари хусусияти дастии баъзе ченакњо дар дохили NMJ-morph, мувофиќати байни ду муфаттиш дар тамоми таѓйирёбандањои NMJ сахт буд: коэффисиентњои коррелятсия (р) аз 0,844 (диаметри аксон) то 0,997 (майдони AChR), бо саҳ < 0,0001 барои ҳамаи тағирёбандаҳо. Азбаски таъсири тағирёбии байни нозирон, ки ба ин омезиши ҳадди ақалл ва андозагирии дастӣ марбут аст, ба таври возеҳ хурд аст, мо ба хулосае омадем, ки ҷараёни кории зикршуда ба қадри кофӣ устувор аст, ки барои боқимондаи таҳқиқот истифода шавад (ва дар маҷмӯъ барои истифода тавсия дода мешавад). Ин таҳлили ибтидоӣ инчунин барои муайян кардани андозаҳои мувофиқи намунае, ки барои арзёбии дақиқи морфологияи синаптикӣ дар NMJ-morph лозим аст, истифода шудааст, ки барои ба даст овардани маълумоти боэътимод андозаи интихоб аз 30 NMJs барои як мушак зарур аст (расми 3).Дар асоси ин мушоҳида, ҳама таҳлилҳои минбаъда дар ҳаҷми намунаи 40 NMJ барои як мушак гузаронида шуданд.

Расми 3. Эътимоднокии NMJ-morph. Ду муфаттиши мустақил NMJ-morph-ро барои таҳлили як силсила 600 NMJs аз lumbrical 1-и чуқури поёни пушт истифода бурданд (6 муш: 3 мард, 3 зан 50 NMJs аз lumbrical ҳар тараф). (а)^ар ду муфаттиш аз руи хамаи тагйирёбандахо мувофикати мустахкам нишон дода шуд. Диаметрҳои пароканда диапазонро аз заифтарин (диаметри аксон) то қавитарин (минтақаи AChR) нишон медиҳанд. Барои ҳама тағирёбандаҳо таносуби байни нозирон ҳарду баланд буд (р ≥ 0.844) ва аз ҷиҳати оморӣ муҳим (саҳ & lt 0.0001). (б) Муҳимияти интихобкунии мувофиқ ҳангоми гузориш додани арзишҳои миёна барои тағирёбандаҳои NMJ. Қитъаҳо ба тағирёбандаҳое, ки дар (а), ва маълумотеро, ки аз як мушак (50 NMJs) гирифта шудаанд, нишон диҳед. Зиёд кардани андозаи намуна ба пайдарҳамии тадриҷии миёна дар ин асос, мо намунаи 40 NMJs барои як мушакро тавсия медиҳем, то дурустии арзишҳои миёнаи гузоришшударо таъмин кунем.

Ҳангоми таҳия ва санҷиши ибтидоии NMJ-morph, ки ҳам мушҳои мард ва ҳам зан аз партов истифода мешуданд, ҳеҷ фарқияти ошкоре, ки ба диморфизми ҷинсӣ алоқаманд аст, қайд карда нашудааст (маълумот нишон дода нашудааст). Ҳамин тариқ, ҳама таҳлили минбаъда дар як ҷинси ягона (интихоби худсаронаи духтарон) ҳам барои мувофиқати равиш ва ҳам барои содда кардани мушкилоти (ба ҳар ҳол аҳамияти назарраси) коркарди маълумотҳои ҳаҷми калон анҷом дода шуд.

3.2. Маълумоти ибтидоии морфологӣ барои пайванди асаб -мушакии муш

Бо муайян кардани он, ки NMJ-morph метавонад барои тавлиди маълумоти боэътимоди морфологӣ истифода шавад, мо минбаъд ин равишро барои гирифтани маълумотҳои ибтидоии маълумот барои NMJs аз як қатор мушакҳои аз мушҳои сершуморе, ки аз як партов гирифта шудаанд, истифода бурдем. Мушакҳо барои фарогирии доираи васеи меъёрҳо интихоб карда шуданд ва интизор буданд, ки ҳама гуна фарқиятҳо дар морфологияи NMJ метавонанд бевосита ба ин омилҳо иртибот дошта бошанд. Ин меъёрҳо фарогирии ҳама минтақаҳои бадан, мавқеи проксималӣ/дисталӣ ва гомологияи функсионалӣ дар дасту пойҳо ва таъминоти гуногуни асаб, меъмории умумӣ ва функсияро дар бар мегирифтанд. Мушакҳо инчунин бояд дар истифодаи муқаррарии биологӣ бошанд. Барои мақсадҳои ин тадқиқот, қисми зиёди квадрицепс/трицепс (ҳар кадоме бо як таъминоти ягонаи асаб) ҳамчун як 'мушакҳои' дискретии ягона баррасӣ карда шуданд, дар ҳоле ки lumbricals-и пешакӣ ва поёни пои интихобшуда (ҳар кадоме бо асабҳои гуногун) таъминот) хамчун «мушакхои» алохида муносибат мекарданд. Ҳамин тариқ, интихобҳо аз дасту пойҳо шаш мушакҳои дискретиро (бо шаш таъминоти асабии онҳо) ташкил медоданд, на ду гурӯҳи аз ҷиҳати функсионалӣ якхела (квадрицепс/трицепс ва lumbricals). Дар маҷмӯъ, нӯҳ мушакҳои аз ҷиҳати анатомӣ фарқкунанда аз се минтақаи гуногуни бадан (косахонаи сар, пойҳои пеш ва ақиб) интихоб карда шуданд (расми 4).

Расми 4. Маълумоти ибтидоии морфологӣ барои муш NMJ. Диаграммаҳои барӣ, ки тағирёбии морфологияи NMJ -ро дар байни мушакҳои гуногун нишон медиҳанд, ки бо минтақаи бадан робитаи возеҳ надоранд. (а) Пеш аз ва (б) мисолҳои пас аз синаптӣ нишон дода шудаанд. Сутунҳо иштибоҳи миёна ва стандартии миёна (s.e.m.) -ро, ки аз маълумоти ҷамъшудаи се ҷуфти мушакҳои чап/рост (240 NMJs) ҳисоб карда шудаанд, тасвир мекунанд. Мушакҳо аз рӯи ҳаҷм ва рангашон ба минтақаи бадан гурӯҳбандӣ карда мешаванд (сар ва гардан бо сурх, пои пеш бо зард, пои ақиб бо кабуд). Намунаи NMJ тасвири дақиқи визуалии арзишҳои миёнаи дар диаграммаи сатри тасвиршударо таъмин мекунад (дар ҳудуди ±5% аз миёна) ва ба арзишҳои максималӣ, миёна ва ҳадди ақал мувофиқат мекунад. Сатҳи миқёс = 10 микрон. Ихтисорот: IS, interscutularis LAL-R, levator auris longus (банди ростралӣ) LAL-C, levator auris longus (банди каудаалӣ) TRI, triceps brachii FL2, 2-юми чуқурии лумбрикӣ (пешакӣ) FL4, 4-ум чуқурии луғавии пеш (QUAD), quadriceps femoris HL1, 1-уми устухони амиқ (поғҳои ақиб) HL4, 4-уми устухони чуқур (поён).

Мувофиқи мушоҳидаҳои сифатии ибтидоии мо (расми 1), таҳлили миқдорӣ гетерогении қайдшударо дар морфологияи NMJ байни мушакҳои гуногун тасдиқ кард (ҷадвали 1). Фарқиятҳои назаррас дар арзишҳои миёна дар як қатор тағирёбандаҳои пеш ва пас аз синаптӣ барои мушакҳои гуногун қайд карда шуданд (расми 4 ва ҷадвали 1 маводи иловагии электронӣ, расми S4). Қиматҳои максималӣ ва минималӣ, инчунин фарқияти тағирёбии мушакҳои дар боло ва поёни ҳар як тағирёбанда дар ҷадвали 1 нишон дода шудаанд. Тағйирёбандаи морфологӣ бо фарқияти бештари байни мушакҳо майдони миёнаи кластерҳои AChR буд. тағирёбии баробарии 3.17 дар байни мушакҳои боло ва поён (ҷадвали 1). Баръакси ин, тағирёбандаҳое, ки фарқиятҳои хурдтаринро нишон медиҳанд, "шумораи вуруди аксоналӣ" (таҷҷубовар нест, зеро ҳамаи NMJ-ҳои тафтишшуда аз мушҳои солим буданд, ки дар онҳо моно-иннерватсияи лавҳаҳои ниҳоӣ интизоранд) ва "якҷоя" (ҷадвали 1 электронӣ) маводи иловагӣ, расм S4B). Ин фарқияти ночиз дар "такрори" дар NMJ-ҳои мушакҳои гуногун маънои онро дорад, ки ҳамоҳангии ҷисмонӣ байни ҷузъҳои пеш ва пас аз синаптии NMJ дар ҳама синапсҳо, новобаста аз мавқеи инфиродӣ ё "шахсияти" анатомии онҳо, хеле ҳифз шудааст. Бо назардошти ин дараҷаи баланди мувофиқати ҷисмонӣ байни сохторҳои пеш аз ва баъд аз синаптикӣ ва маънои ҳама Дигар тағирёбандаҳои NMJ бояд дар тамоми синапс "андоза мувофиқ бошанд", як ҳайратангез буд набудани мутобиқати мутлақ ва ё гурӯҳбандии возеҳи тағирёбандаҳои NMJ аз рӯи минтақаи бадан ё навъи нахи мушакҳо (фармоишҳои гуногуни мушакҳоро дар расми 4, ҳам дар маҷмӯъ ва ҳам дар робита ба тағирёбандаҳои пеш аз синаптӣ ва баъдӣ) қайд кунед. Масалан, NMJ-ҳоро, ки асосан мушакҳои тез ҷунбиш мекунанд, бо тағирёбандаҳои морфологӣ дар ҳар ду канори спектр пайдо кардан мумкин аст (масалан, муқоисаи FL2 ва LAL-R дар расми 4). Ба ҳамин монанд, NMJ-ҳои мушакҳои иннерватсиякунандаи пои пеш (барҳои зард дар расми 4) метавонанд бо тағирёбандаҳои морфологӣ дар ҳар ду охири диапазон пайдо шаванд.

Илова ба фарқиятҳо дар тағирёбандаҳои морфологии NMJ байни мушакҳо, маҷмӯаи додаҳои ҷорӣ инчунин гетерогениро дар маҷмӯи NMJs аз як намунаи мушакҳо (яъне аз як тарафи ҳайвон) ошкор мекунад. Барои ҳар як чунин маҷмӯи 40 NMJs, мо коэффисиенти тағирёбиро (CV) барои ҳар як тағирёбандаи морфологии 11 ҳисоб кардем: резюмеи медианӣ 0.3 буд ва 90% марказии CV -ҳо дорои арзишҳои аз 0.16 то 0.67.

3.3. Муайян кардани принсипҳои морфологии танзимкунандаи гетерогении синаптикӣ дар пайванди асаб-мушакҳо

Бо назардошти мавҷуд набудани пешгӯиҳои возеҳи морфологияи NMJ дар асоси мавқеи бадан ё навъи нахи мушакҳо, мо барои ошкор кардани принсипҳои морфологие, ки гетерогении синаптикиро идора мекунанд, таҳлилҳои пешрафтаи оморӣ истифода кардем, ки бо мушоҳидаи оддӣ ба осонӣ маълум набуданд. Бо ин мақсад, мо як таҳлили асосии ҷузъҳоро (PCA) дар маҷмӯаи мукаммали тағирёбанда анҷом додем, ки арзишҳои 11 тағирёбандаи морфологии 'аслии' дар ҳар як 2160 NMJ -и инфиродӣ арзёбишударо дар бар мегирад. Бо ба таври мунтазам арзёбии таносуби байни тағирёбандаҳо, PCA шумораи камтарини омилҳоро ("ҷузъҳои асосӣ") муайян мекунад, ки дараҷаи баландтарини тағирёбиро дар маҷмӯи додаҳо дар маҷмӯаи додаҳои зоҳиран баландандоза ҳисоб мекунанд, ин равиш ба мо имкон медиҳад, ки "тартиб" -ро тасаввур кунем. танҳо дар ду ё се андоза.

PCA нишон дод, ки аксарияти ихтилофро (81%) дар дохили маҷмӯаи додаҳо метавон дар як нақшаи дученака гирифтан мумкин аст (расми 5), бо ҷузъи аввали асосӣ (PC1) тақрибан 72% дисперсия ва асоси дуюмро ташкил медиҳад. ҷузъи (PC2) тақрибан 9% дисперсияро ташкил медиҳад. Аз ҷиҳати ҷисмонӣ, PC1 беҳтарин ҳамчун инъикоси 'андозаи умумии' NMJ ҳисобида мешавад, дар асоси таносуби хеле мусбати байни тағирёбандаҳои морфологии марбут ба андоза (маводи иловагии электронӣ, расми S5) ва кластери онҳо бо сатҳи баланд х ҳамоҳангсозии арзишҳо дар қитъаи боркунии PCA (маводи иловагии электронӣ, расми S6). Ба ҳамин монанд, PC2-ро метавон ҳамчун инъикоси дараҷаи "тақсимшавӣ" -и тахтаи ниҳоӣ шарҳ дод, ки бар ассотсиатсияи нисбатан заифтар байни тағирёбандаҳои марбут ба андоза ва шумораи кластерҳои AChR (маводи иловагии электронӣ, расми S5) ва ба таври хос баланд y координатаи шумораи кластерҳои AChR дар қитъаи боркунии PCA (маводи иловагии электронӣ, расми S6). Роҳи оддии нишон додани он ки чӣ гуна ин ҷузъҳои асосӣ бо тағирёбандаҳои ченшуда алоқамандӣ доранд, ин ҳисоб кардани ҷузъҳо ҳамчун "хулосаи" тағирёбандаҳо мебошад. Аналогияи оддӣ баррасии варианти табиии скелетҳои ҳайвонот аст - ҳар шумораи тағирёбандаҳои инфиродиро чен кардан мумкин аст (масалан, андозаи косахонаи сар: баландӣ, дарозӣ, паҳнӣ, доира, вазн ва ғайра), аммо бисёре аз онҳо бо ҳам алоқаманд хоҳанд буд ва ҳиссаи калон таѓйирпазирии умумиро метавон пайдо кард, ки ба шумораи хеле камтари ќисматњои асосї («андозаи косахонаи сар», «шакли косахонаи сар» ва ѓайра) такя мекунад [46].

Тасвири 5. Таҳлили ҷузъҳои асосии NMJs. Намояндагии PCA-и дученакаи NMJ-ҳо, ки аз ҷониби 11 тағирёбандаҳои морфологии "аслӣ" муайян карда шудаанд. (а) Харитаи PCA маҷмӯи пурраи 2160 NMJs, ки аз рӯи намуди мушакҳо бо ранг рамзгузорӣ шудааст. Дар х-меҳвар ҷузъи якуми асосиро (−3 то +5) ифода мекунад y-меҳвар ҷузъи дуюми асосӣ (−5 то +5). Воридшавӣ ҳамон як харитаро нишон медиҳад, аммо танҳо бо NMJs аз мушакҳои TRI ва FL2 маҳдуд аст, ки қобилияти PCA -ро барои ҷудо кардани NMJ -ҳои аз ҷиҳати морфологӣ фарқкунанда нишон медиҳад. (б) Харитаи PCA, ки аз он дар панел гирифта шудааст (а), аз хар cap чорво чамъоварй намудани НМЧС. Ҳар як нуқтаи маълумот маркази маркази мавқеи харитаи 40 NMJ-и мушакҳои мушаххасро аз як тарафи ҳайвони инфиродӣ нишон медиҳад, ки нуқтаҳои додаҳои чап ва рости ҳар як ҳайвон бо хатҳо пайваст карда мешаванд. Мушакҳо тавре ки дар панел ранг карда шудаанд (а). Як сатр барои ҳар як намуди мушакҳо барои кӯмак ба тафсири визуалӣ нишон дода шудааст. Координатҳои PC1 ва PC2 аз −1,5 то +1,5 кор мекунанд. PCA бо истифода аз SPSS иҷро карда шуд.

Хулосае, ки аз PCA баровардан мумкин аст, дар он аст, ки гетерогении морфологӣ асосан аз рӯи 'андозаи умумии' NMJ (бар хилофи ҳама гуна тағирёбандаи инфиродӣ) муайян карда мешавад ва бо 'тақсимшавӣ' -и тахтаи ниҳоӣ низ ба ин тағирот саҳми хурд, вале муҳим мегузорад. Ҳамин тавр, ҳеҷ як тағирёбандаи ягонаи морфологиро барои пешгӯии морфологияи умумии NMJ дар як мушак истифода бурдан мумкин нест. Ин ду ҷузъи асосӣ ('андозаи умумӣ' ва 'фрагментатсия') метавонанд дар NMJҳои гуногуни дар расми 1 тасвиршуда қадр карда шаванд.

3.4. Таъсири ҳуҷайраҳои пеш аз ва баъд аз синаптикӣ ба морфологияи пайванди асаб-мушакҳо

Мо минбаъд мехостем саҳми нисбии ҳуҷайраҳои пеш аз ва баъд аз синаптикиро (мутаносибан бо диаметри аксон ва диаметри нахи мушакҳо) ба танзими морфологияи NMJ арзёбӣ кунем. Аз ҷумла, мо мехостем ба фарзияи возеҳе муроҷиат кунем, ки андозаи умумии NMJ (ҳамчун муайянкунандаи асосии морфологияи синаптикӣ муайян карда шудааст) танҳо натиҷаи андозаи нахи мушакҳои скелетӣ, ки дар он NMJ ташаккул меёбад (дар асоси робитаҳои қаблии байни андозаи endplate ва диаметри нахи мушакҳо [23,40,47]). Мо ҳар як тағирёбандаи NMJ -ро дар муқобили диаметри нахи аксон ва мушакҳо алоҳида тартиб додем ва коэффисиенти коррелятсия ва алоқамандро ба даст овардем саҳ-Арзиш барои ҳар як ҷуфт (расми 6 ва ҷадвали 2). Коэффисиентҳои таносуб барои диаметри аксон аз диаметри нахи мушакҳо барои аксари тағирёбандаҳо бузургтар буданд (13 аз 18), ва робитаҳо барои "тағирёбандаҳои асосӣ" қавитар буданд (натиҷаҳои шабеҳ бо истифода аз маълумотҳои таносуби Спирман нишон дода нашудаанд). Ин натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки хусусиятҳои морфологии ҳуҷайраи пеш аз синаптикӣ (нейронҳои моторӣ) нисбат ба ҳуҷайраҳои баъд аз синаптикӣ (нахи мушакҳо) муайянкунандаи қавитари морфологияи синаптикӣ мебошанд.

Расми 6. Таъсири ҳуҷайраҳои пеш ва пас аз синаптикӣ ба морфологияи NMJ. Қитъаҳои пароканда таносуби байни диаметри аксон (ё диаметри нахи мушакҳо) ва тағирёбандаҳои инфиродӣ NMJ -ро нишон медиҳанд. (а) Пеш ва (б) мисолҳои пас аз синаптӣ нишон дода шудаанд. Барои кӯмак ба тафсири визуалӣ, ҳар як нуқтаи маълумот арзиши миёнаро дар маҷмӯи 40 NMJ-и барои мушаки додашуда аз як тарафи ҳайвони мушаххас таҳлилшуда тасвир мекунад, аммо коэффисиентҳои коррелятсия бо истифода аз маҷмӯи пурраи NMJ-ҳои инфиродӣ ба даст оварда шудаанд. Диаметри Аксон робитаи мустаҳкамтарро бо аксари тағирёбандаҳои NMJ нишон дод. Диаметри нахи мушакҳо муносибати ғайрихаттӣ ба тағирёбандаҳои NMJ-ро нишон дод, ки мушакҳо дар ду зергурӯҳ гурӯҳбандӣ шудаанд (нигаред ба натиҷаҳо). Барои расидан ба калимаҳои ихтисорот ва рамзгузории ранг ба расми 4 нигаред.

Љадвали 2. Таъсири ҳуҷайраҳои пеш аз ва баъд аз синаптикӣ ба морфологияи NMJ. Коэффисиентҳои коррелятсияи PCA (р) аз таҳлили маҷмӯи пурраи додаҳо (2160 NMJs) гирифта шудааст, ки таъсири диаметри аксон ва нахи мушакҳоро ба ҳар як тағирёбандаи NMJ нишон медиҳад. Коэффитсиентҳо дар намуди ғафс нишон медиҳанд, ки таносуби қавитар байни диаметри аксон ва тағирёбандаҳои мувофиқ. Сатҳи аҳамият: **саҳ & lt 0.01, *саҳ < 0,05.

Ҷолиб он аст, ки муносибати байни диаметри аксон ва морфологияи NMJ дар тамоми диапазони диаметри аксонҳои мушоҳидашуда хаттӣ буд, муносибати байни диаметри нахи мушакҳо ва морфологияи NMJ ба куллӣ фарқ мекард: муносибати қавии хатти дар аввал барои нахҳои мушакҳои диаметри хурд мушоҳидашуда барои нахҳои мушакҳои диаметри калонтар аз трицепс ва квадрицепс (расми 6). Ҳамин тариқ, NMJs аз triceps ва quadriceps хурдтар буданд (дар асоси ҳам майдони терминали асаб ва ҳам ченакҳои минтақаи AChR) нисбат ба диаметри нахи мушакҳои онҳо назар ба он ки бо роҳи экстраполятсияи муносибате, ки дар мушакҳои краниалӣ ва lumbrical мушоҳида мешавад, пешбинӣ шуда буд. Ин мушоҳидаҳо минбаъд ин ақидаро зери шубҳа мегузоранд, ки андозаи NMJ вазифаи оддии диаметри нахи мушакҳо мебошад. Оё робитаи наздиктар бо диаметри аксон маънои таъсири бештари ҳуҷайраи пеш аз синаптикиро ба морфологияи NMJ дорад, муайян карда мешавад. Масалан, сигнали ретроградӣ аз нахи мушакҳо, новобаста аз таносуби андозаи заиф, метавонад ба морфологияи NMJ таъсир расонад. Тафовут байни андозаи пешбинишуда ва мушоҳидашудаи NMJ-ҳо дар нахҳои мушакҳои калонтар (дар трицепс ва квадрицепс) метавонад бо маҳдудияти ҳаҷми ситоплазмаи нейронҳои пеш аз синаптикӣ шарҳ дода шавад.

Инчунин қайд кардан зарур аст, ки муносибати мушоҳидашуда байни диаметри нахи мушакҳо ва 'андозаи' NMJ (тавре ки дар боло тавсиф шудааст) ба андозаи ҳайвоноти инфиродӣ таъсир нарасонидааст ва дар байни 'андозаи' (вазн) ва андозаи NMJ 'ягон робитае пайдо нашудааст ', на байни 'андозаи' ҳайвон (вазн) ва диаметри нахи мушакҳо.

3.5. Танзими дохилии морфологияи синаптикӣ

Гетерогении назаррас дар морфологияи NMJ, ки мо дар байни мушакҳои гуногун мушоҳида кардем, моро водор сохт, ки то чӣ андоза морфологияи синаптикӣ дар дохили як популятсияи синапсҳо (масалан, ҳама NMJҳо дар дохили мушакҳои аз ҷиҳати анатомӣ муайяншуда), байни ду тарафи як фард назорат карда мешавад. масалан, муқоисаи NMJs дар як мушак дар тарафи чап ва рости бадан) ва дар байни шахсони гуногун (масалан, муқоисаи NMJs дар як мушак байни мушҳои гуногун аз як партов).

Тасвири 7 муносибати систематикиро ба муқоисаи ҷуфти ин омилҳо (мушакҳо, паҳлӯ ва муш) бо нишон додани ченакҳо барои тағирёбандаи як 'тағирёбандаи NMJ (майдони AChR) барои ҷуфтҳои чап/рости ду мушакҳои гуногуни пешоб (TRI ва FL2) нишон медиҳад ду муши ҳамҷавор. Дар ин мисол, дарҳол маълум мешавад, ки фарқиятҳои калонтарин дар минтақаи AChR дар муқоисаи ҷуфтии TRI бо FL2 дар ҳар як муш мушоҳида карда мешаванд ва пас аз он муқоисаи байни мушҳо (яъне M1 v. M2 барои ҳар як мушак, ё TRI ё FL2) мушоҳида мешавад. , бо муқоисаи мушакҳои баробар дар тарафи чап/рости бадан фарқиятҳои хурдтаринро нишон медиҳанд.

Расми 7. Таъсири паҳлӯӣ, мушакӣ ва инфиродӣ ба морфологияи NMJ. Муқоисаи ҷуфтҳои чап/рости ду мушак (TRI ва FL2) аз ду муши ҳаммом (M1 ва M2) нисбат ба минтақаи AChR -и NMJ. Ҳар як нуқтаи маълумот бо ранги зард (як мушаки инфиродӣ, дар чап ё рост) маънои 40 NMJ-ро ифода мекунад, ки ҷуфти чап/рост ба воситаи хат нишон дода мешавад. Дар паҳлӯ ҷуфтҳои намояндагии NMJs нишон дода шудаанд. Сатҳи миқёс = 20 мик.

Барои муайян кардани таъсири ҳар яке аз ин омилҳо барои ҳамаи мушакҳо дар тамоми ахлот, мо таҳлили сеҷонибаи дисперсияро (ANOVA) дар маҷмӯи пурраи 2160 NMJ-и инфиродӣ анҷом додем (ҷадвали 3). Ин тасдиқ кард, ки таъсири калон ба морфологияи NMJ аз "шахсияти" мушакҳо ба амал омадааст (яъне фарқиятҳои калон ҳангоми муқоисаи морфологияи NMJs дар байни мушакҳои гуногуни инфиродӣ, новобаста аз паҳлӯ ё "шахсияти" индивидуалии ҳайвон) мушоҳида шудааст).

Ҷадвали 3. Таъсири паҳлӯӣ, мушакӣ ва инфиродӣ ба морфологияи NMJ. Сатҳи аҳамияте, ки аз таҳлили сеҷонибаи дисперсия (ANOVA) ба даст оварда шудааст, ки таъсири ҳар як омилро ба тағирёбии табиии морфологияи NMJ нишон медиҳад. Ҳувияти мушакҳо аз ҳама бештар таъсир мерасонад. Сатҳи аҳамият: ***саҳ & lt 0.001, **саҳ & lt 0.01, *саҳ & lt 0.05. ANOVA бо истифода аз SPSS иҷро шуд.

Тасаввур кардан мумкин аст, ки набудани фарқиятҳои чап / рост дар таҳлилҳои мо, ки дар ҷадвали 3 оварда шудаанд, натиҷаи ҷамъоварии маълумот аз мушакҳо ва ҳайвоноти инфиродӣ буд ва эҳтимолияти он, ки ин муттаҳидшавӣ фарқиятҳои ҳақиқии чап / ростро дар дохили ҳайвонҳои алоҳида ниқоб кардааст. Мо ин амалро бо иҷрои як силсила озмоиш кардем т-тестҳо муқоиса кардани қиматҳои миёнаи як тағирёбандаи мушаххас (майдони AChR) барои NMJҳои ҳар як ҷуфти мушакҳои чап/рост дар ҳар як муши инфиродӣ. Дар ин маҷмӯи 27 (= 3 × 9) муқоисаи чап/рост, танҳо як нишонаи аз ҷиҳати оморӣ муҳимро нишон дод (саҳ < 0,05) фарқият (пас аз ислоҳи Bonferroni). Силсилаи муодили чап/рост барои тағирёбандаи ҳосилшудаи 'фрагментация' низ ягон фарқияти аз ҷиҳати оморӣ муҳимро нишон дода натавонист (пас аз маводи иловагии электронии ислоҳи Бонферрони, расми S7). Ин таҳлилҳо такрори пайдарпайи морфологияи миёнаи NMJ -ро дар ҷуфтҳои чап/рости ҳар як мушакҳои ҳайвонот тасдиқ карданд, ки барои ҳар як шахс дар партов дуруст нигоҳ доштани ин морфологияи байни тарафҳоро омӯхтааст (ҷадвали 3) барои сутунҳои хурди хатогиҳо қайд карда шудааст ҳар як мушакҳои алоҳида, ки дар расми 4 нишон дода шудаанд (маводи иловагии электронӣ, расми S4).

3.6. Таъсири тағирёбандаҳои морфологӣ ба функсияи синаптикӣ дар пайванди асаб -мушакӣ

Ниҳоят, мо пурсидем, ки то чӣ андоза доираи морфологияҳои пеш ва пас аз синаптикӣ, ки дар таҷрибаҳои мо мушоҳида шудааст, ба қобилияти функсионалии NMJs таъсир расонидааст.Муносибати байни сохтор ва функсия барои нигоҳ доштани 'омили бехатарӣ' дар NMJ [17] - қобилияти озод кардани нейротрансмиттер барои тавлиди потенсиали амал дар нахи мушакҳо муҳим аст [48,49]. Барои ин таҷрибаҳо, мо таҳлили электрофизиологии NMJ -ро дар мушакҳои IS ва LAL гузаронидем, ки бар асоси мавқеъҳои ҳамсояи онҳо дар бадан интихоб карда мешаванд (гирифтани асаб аз як асаби асосии периферӣ), аммо бо морфологияҳои систематикӣ ва ба таври назаррас фарқкунандаи NMJ (рақамҳо) 4 ва 8, ва ҷадвалҳои 1 ва 4 маводи иловагии электронӣ, расми S4).

Расми 8. Таҳлили электрофизиологии NMJs дар IS ва LAL. Ин бозёфтҳо фарқиятҳои морфологии мушоҳидашударо дастгирӣ карданд (расми 4) ва бо бозёфтҳои қаблӣ дар бораи робитаи байни андозаи терминали асаб ва қувваи синаптӣ мувофиқат мекарданд. (а,б) EPPs (изҳои болоӣ) ва MEPPs стихиявӣ (изҳои пасттар фоидаи баландтар, заминаи сусттари вақт), ки аз намояндагӣ сабт шудаанд (а) АСТ ва (б) Нахҳои мушакҳои LAL. (в) Дар амплитудаи EPP дар муқоиса бо ду мушак фарқияти ҷиддӣ набуд. (ге) Басомади стихиявии MEPP дар нахҳои мушакҳои IS дар муқоиса бо LAL тақрибан чор маротиба камтар буд (г). Баръакс, амплитудаи MEPP (андозаи квантӣ) дар IS нисбат ба нахҳои LAL тақрибан 45% зиёдтар буд (д). Мазмуни миқдорӣ дар LAL дар муқоиса бо IS тақрибан 87% зиёдтар буд (е), ҷуброн кардани фарқияти андозаи миқдорӣ ва ба ин васила мувофиқ кардани ҷамъбасти ғайрихаттӣ ва додани амплитудаи EPP ва омили бехатарӣ барои интиқол дар сатҳҳои эквивалентӣ. Маълумот миёна ± SEM мебошанд Н. = 33-58 нахи мушакҳо сабт шудаанд Н = 2 IS ва Н = 3 мушакҳои LAL **саҳ & lt 0.01 ****саҳ < 0,0001 ҷудонашуда т-санҷишҳо).

Љадвали 4. Хусусиятњои электрофизиологии IS ва LAL. Хулосаи хосиятҳои электрофизиологии мушакҳои ИС ва ЛАЛ. Арзишҳо хатои миёна ва стандартии миёна (с.е.м) барои ҳар як тағирёбанда ва фарқи баробарии байни воситаҳо барои ҳар як мушак мебошанд. Маълумот аз 33-58 нахи мушакҳо дар ду мушакҳои IS ва се мушакҳои LAL сабт шудааст. Сатҳи аҳамият: ****саҳ < 0,0001, **саҳ & lt 0.01, *саҳ & lt 0.05.

Потенсиали мембранаи оромӣ дар IS (-64 ± 1 мВ, миёна ± s.e.m., Н. = 40 нах, Н = 2 мушак) нисбат ба LAL (-60 ± 1 мВ) каме (тақрибан 2-6 мВ) манфӣ буданд, саҳ & lt 0.03, т-озмоиш). Амплитудаҳои EPP (ба потенсиали оромии −80 мВ ислоҳшуда) дар IS (25,0 ± 2,0 мВ, Н. = 40 нах, Н = 2 мушакҳо) ва LAL (28,7 ± 2,3 мВ, Н. = 56 нах, Н = 3 мушак) чандон фарқ надоштанд (саҳ = 0.24). Давраи болоравии EPP ва таназзул дар IS ба таври назаррас дарозтар буд (мутаносибан 1,12 ± 0,06 мс, 2,05 ± 0,08 мс, Н. = 50 нах, Н = 2 мушак) нисбат ба LAL (0.82 ± 0.05 ms, 1.36 ± 0.05 ms, Н. = 58 нах, Н = 3 мушак, саҳ & lt 0.0001). Ин маълумот муқовимати мембранаи камтар ва вақти доимии мембрана дар LAL -ро нисбат ба нахҳои мушакҳои IS пешгӯӣ мекунанд.

Басомади MEPP дар NMJ дар мушакҳои IS беш аз чор маротиба камтар буд (0,77 ± 0,07 с -1, Н. = 34 нахи, Н = 2 мушак) нисбат ба LAL (3,54 ± 0,46 с -1 , Н. = 46 нах, Н = 3 мушак, саҳ & lt 0.0001). Ин маълумотҳо бо мушоҳидаҳои басомадҳои баландтари MEPP дар лавҳаҳои калонтари қаблан сохташуда мувофиқанд [23]. Ҳамин тавр, амплитудаи MEPP (андозаи квантӣ), ки ба потенсиали мембранаи оромии стандартии -80 мВ ислоҳ карда шудааст, дар IS тақрибан 45% бузургтар буд (1.12 ± 0.13 мВ, Н. = 33 нах, Н = 2 мушак) нисбат ба LAL (0,76 mV ± 0,06 мВ, Н. = 47 нах, Н = 3 мушак, саҳ < 0.01), мувофиқ бо гузоришҳои қаблӣ [23]. Мазмуни миёнаи квантии ДМБ -ҳои ибтидоӣ, ки пас аз ислоҳи амплитудаҳои ДМ барои ҷамъбасти хаттӣ ва потенсиали оромӣ ҳисоб карда мешаванд, дар LAL (квантҳои 67.7 ± 6.2, Н. = 45 нах, Н = 3 мушак) нисбат ба IS (37,3 ± 2,4 квант, Н. = 33 нах, Н = 2 мушак, саҳ < 0.0001), мувофиқ бо таносуби хуб муқарраршуда байни мундариҷаи квантӣ ва минтақаи терминали асаб дар NMJs [23,38-40,49,50].

Якҷоя карда, андозагирии физиологии мо ба бозёфтҳои қаблӣ [23,38-40,49,50] дар робита байни андозаи синаптикӣ ва қудрати синаптикӣ мувофиқат мекунад ва тафовути морфометрии байни мушакҳои анатомии муайяншударо, ки мо дар ин ҷо гузориш додаем, тасдиқ мекунад.

4. Муҳокима

Дар ин ҷо, мо дар бораи бомуваффақият таҳия ва татбиқи платформа/ҷараёни кории I mage J барои мусоидат ба таҳлили муқоисавии морфометрии NMJ (NMJ-morph) гузориш медиҳем. Бо истифода аз NMJ-morph, мо маълумоти ибтидоиро барои 21 тағирёбандаи морфологии инфиродӣ пеш ва пас аз синаптикӣ дар NMJ тавлид кардем, ки фарқиятҳои систематикиро дар морфологияи NMJ байни популясияҳои муайяни синаптӣ ошкор мекунанд. Пурсиши муфассали омории ин маълумотҳо бо истифода аз PCA андозаи умумии NMJ ва дараҷаи тақсимоти синаптикиро нишон дод, ки параметрҳои муҳимтарин дар муайян кардани морфологияи синаптикӣ мебошанд. Мо инчунин нишон медиҳем, ки морфологияи "миёнаи" синаптикӣ дар байни NMJ -ҳо, ки дар як мушакҳои анатомии ҷудогона дар паҳлӯҳои чап ва рости бадан ҷойгиранд, хеле ҳифз карда шудааст ва илова бар ин тасдиқ мекунем, ки фарқиятҳои систематикӣ дар морфологияи синаптӣ фарқиятҳои мувофиқро дар функсияи синаптӣ пешгӯӣ мекунанд.

Нишон додани фоидаи NMJ-morph ҳамчун методологияи мустаҳкам ва такроршаванда барои таҳлили муқоисавии морфометрии NMJ-ҳо нишон медиҳад, ки акнун ин равишро дар доираи васеи танзимоти таҷрибавӣ (аз ҷумла омӯзиши тағироти патологӣ, ки дар NMJ дар давоми доираи шароити нейродегенеративӣ). Манфиатҳои қабули чунин равиши стандартизатсия қобилияти зуд ва ба осонӣ муқоиса кардан ва якҷоя кардани маҷмӯаи маълумотро аз таҳқиқоти сершуморе, ки аз ҷониби лабораторияҳои гуногун тавлид шудаанд, дар бар мегиранд (ки ин дар айни замон бениҳоят мушкил боқӣ мемонад, вақте ки амалияи кунунии лабораторияҳои инфиродӣ истифодаи равишҳои гуногун ва аксаран ба таври нозук гуногун аст ба морфометрияи NMJ). Бо дастрасии ройгон ба дастури ҳамаҷонибаи корбари NMJ-morph (тафсири усули зина ба зина иҷро кардани ҳар як андозагирӣ), дар баробари қолибҳои ҷадвали электронӣ ва бонки тасвирҳои намунавӣ барои истифода дар омӯзиш ва стандартизатсия, мо интизорем, ки ин равиш ҷолиб хоҳад буд. ба дигар лабораторияҳо. Гузашта аз ин, пешниҳоди маълумоти ибтидоии морфологӣ аз гурӯҳҳои сершумори мушакҳои мухталиф дар ин тадқиқот бояд дар тарҳрезӣ ва тафсири таҳқиқоти ояндаи NMJ дар соҳаи тандурустӣ ва беморӣ кумак кунад.

Дар ин тадқиқот мо ба таҳлили ҳамаҷонибаи морфологияи NMJ дар як партаи мушҳои CD1 тамаркуз кардем. Бо назардошти дараҷаи ғайричашмдошти гетерогении NMJ, ки дар байни мушакҳо ва ҳайвоноти алоҳида қайд карда шудааст, маълум мешавад, ки оё ин тағирот инчунин ба муқоисаҳои "байни ахлот" ва "байни шиддат" паҳн шудааст, ин таҳлилҳо таҳқиқоти минбаъдаро дар таҳқиқоти оянда кафолат медиҳанд ва мо аз эҳтиром кардани арзишҳои дар ин ҷо ҳамчун "муқаррарӣ" ё "маъмулӣ" барои ҳама мушҳо ҳушдор медиҳад. Агар сатҳи баланди гетерогении NMJ воқеан дар штаммҳои гуногуни мушҳо мавҷуд бошад, ин метавонад барои таҳқиқоти тарҷумавӣ ба патологияи синаптикӣ дар бемории нейродегенеративӣ таъсири назаррас дошта бошад.

Ғайр аз он, мушоҳидаи мо дар бораи морфологияи хеле ҳифзшуда/танзимшудаи "миёна"-и синаптикӣ дар NMJ-ҳои муш, ки дар як мушак, вале дар паҳлӯҳои гуногуни бадан ҷойгиранд, бо фарқиятҳои назарраси морфологияи синаптикӣ ҳангоми муқоисаи NMJ-ҳо дар як мушак, аммо байни ду фард фарқ мекунад. Ҳайвонот ин мушоҳидаҳо бар хилофи бозёфтҳои қаблии системаҳои модели сутунмӯҳраҳо мебошанд. Дар Дрозофила масалан, тахлили миқдории морфологияи NMJ дар мушакҳои 4 дар 20 зернамудҳои гуногун ҳангоми муқоисаи ҳайвонҳои алоҳида дар дохили ҳар як намуд тафовути ками морфологиро ошкор намуд, ки фарқияти васеъ дар андозаи NMJ ва мураккабӣ танҳо дар байни намудҳо рух медиҳад [10]. Ин бозёфтҳо нишон медиҳанд, ки назорати морфологияи синаптикӣ, ки зоҳиран дар он ба таври қатъӣ танзим карда мешавад Дрозофила (эҳтимолан аз ҷиҳати генетикӣ), дар системаи асаби ширхӯрон мураккабтар нигоҳ дошта намешавад. Ҳамин тариқ, дар морфологияи синаптикӣ сатҳи гетерогенӣ вуҷуд дорад, ки дар мушҳо пайдо мешавад, ки дар системаҳои хуб омӯхташудаи сутунмӯҳраҳо маълум нест. Аз ин рӯ, танҳо тарҷума кардани бозёфтҳо дар бораи назорати генетикӣ ё муҳити зисти сохтор ва функсияи синаптикӣ, ки аз системаҳои моделӣ ба даст оварда шудаанд, имконнопазир аст. Дрозофила бевосита ба системаи асаби ширхӯрон. Аммо, мавҷудияти NMJ-morph акнун ба бознигарии мустақими дақиқи тағирнопазирии зоҳирии намудҳои дигар мусоидат хоҳад кард, дар ҳоле ки дар муш, маълумотҳои истинод, ки мо барои NMJҳои солим дар як қатор мушакҳо таъсис додаем, муқоисаи ояндаро бо NMJs дар ҳолати бемор.

Бо назардошти фарқиятҳое, ки дар NMJ мушҳо мушоҳида мешаванд, муайян кардан лозим аст, ки оё принсипҳои морфологии дар ин таҳқиқот муайяншуда барои экстраполятсия ба дигар намудҳои ширхӯрон, аз ҷумла одамон мувофиқанд ё на. Ин метавонад дар робита ба омӯзиши шароитҳои нейродегенеративӣ, ки ба синапсҳои асаб-мушакҳо таъсир мерасонад, аҳамияти назаррас дошта бошад, ки дар он аксарияти тадқиқоти пеш аз клиникӣ ба моделҳои хояндаҳои беморӣ такя мекунанд. Тадқиқотҳое, ки мустақиман ба ҳифзи (ё ба таври дигар) назорати танзимкунандаи морфологияи синаптикӣ дар байни ширхӯронҳои поёнӣ (масалан, мушҳо) ва одамон дахл доранд, бо вуҷуди ин аз ҷиҳати техникӣ душвор аст, зеро таҳқиқоти қаблии NMJҳои инсонӣ одатан ба биопсияи нуқтаи моторӣ такя мекарданд [51], a як маротиба маъмулан нишондодашудаи ташхис, ки дар амалияи клиникии муосир хеле кам гузаронида мешавад.

Маълумоти электрофизиологие, ки мо ба даст овардем, бо бозёфтҳои мо дар бораи нахҳои мушакҳои хурдтар ва NMJ-ҳои хурдтар дар IS дар муқоиса бо LAL мувофиқанд, зеро маълум аст, ки мундариҷаи квантӣ дар нахҳои мушакҳои ширхӯрон ба андозаи терминали асаби мотор мутаносиб аст [23,38-40,49,50 ]. Дар натиҷа, нахҳои нисбатан хурди мушакҳо муқовимати баландтар доранд, вақти мембрана дарозтаранд ва NMJ -ҳо нисбат ба нахҳои калонтар MEPP -и калонтар (андозаи квантӣ) ва мазмуни квантиро нишон медиҳанд [23,40]. Мазмуни баланди квантиро, ки мо дар LAL мушоҳида кардем (бо терминалҳои асаби калонтар мувофиқ аст) ва андозаи камтари квантӣ (бо нахҳои мушакҳои калонтар мувофиқ аст) тақрибан ҳамдигарро ҷуброн мекунанд, то амплитудаи EPP тақрибан ба мисли IS буд ва ба ин васила мафҳуми гомеостатикиро дастгирӣ мекунад. механизме, ки омили бехатариро барои интиқоли асаб-мушакҳо нигоҳ медорад [40,50,52]. Бояд қайд кард, ки мо ДППҳоро кӯрона интихоб кардем, бо истифода аз як микроэлектродҳои ягона тавассути тасвири яквақтаи морфологияи NMJ дар баробари сабтҳои электрофизиологӣ аз ҳамон нахҳои мушакҳо (мисол имкон медиҳад, ки таҳлили квантиро бевосита аз сабти ҷараёнҳои плитаи ниҳоӣ ба даст овардан мумкин аст) тазиқи шиддати ду электрод [41]). Вуд ва Слейтер [53,54] омили бехатариро бо ин усул бо муқоисаи ҷараёни мушоҳидашудаи пластина бо он чизе, ки барои ба таври интиқодӣ деполяризатсия кардани нахҳои мушакҳо ба ҳадди потенсиали оташфишон лозим аст, чен кард. Онҳо ба хулосае омаданд, ки вақте ки фарқиятҳо дар саҳми қабати пайванди пас аз синаптикӣ ба инобат гирифта шуданд, омили бехатарӣ дар потенси каламуш (мушаки суст кашиш) ба тақрибан 3,5 маротиба зиёдтар нейротрансмиттере, ки дар NMJ бароварда мешавад, нисбат ба талаботи триггер мувофиқат мекунад. потенсиали амали мушакҳо, аммо ин нисбат ба NMJs дар extensor digitorum longus (мушакҳои зудтағзиш), ки дар он ҷо омили бехатарӣ тақрибан 5 буд, хеле паст буд. Ҳамин тариқ, маълум нест, ки маҳз кадом моликияти NMJ гомеостатӣ танзим карда мешавад [52,55], ва оё NMJs дар мушакҳои IS ва LAL одатан дар ин робита фарқ мекунанд. Таҳлили минбаъдаи ҷараёнҳои охири табақаҳои ин ду мушак, ки дар якҷоягӣ бо мушоҳидаҳои ҳозира гирифта шудаанд, метавонанд дар бораи омилҳое, ки деполяризатсияи синаптикиро танзим мекунанд, хулосаҳои нав бароранд. Ин усули сабти ҳамзамони сохтор -функсия аз ҳамон NMJ -ҳо ба наздикӣ аз ҷониби Виладт истифода шудааст ва дигарон. [56], ба таври назаррас ба миқёси саволҳое, ки метавонанд дар таҳқиқоти оянда ҳал карда шаванд.

Хулоса, мо бо мақсади мусоидат ба таҳлили муқоисавии морфометрии NMJ ҷараёни нави кории I-mage J-ро (NMJ-morph) бомуваффақият таҳия кардем. Мо маълумоти ибтидоиро барои 21 тағирёбандаи морфологии инфиродӣ пеш ва пас аз синаптикӣ дар NMJ пешниҳод менамоем, ки фарқиятҳои систематикии байни аҳолии муайяншудаи синаптикиро ошкор кардааст. Мо ба хулосае омадем, ки андозаи умумии NMJ ва дараҷаи парокандагии синаптӣ параметрҳои муҳимтарин барои муайян кардани морфологияи синаптӣ мебошанд дар зинда.

Этика

Ҳама таҷрибаҳои муш дар доираи лоиҳаи мувофиқ ва иҷозатномаҳои шахсии аз ҷониби Дафтари корҳои дохилии Британияи Кабир додашуда гузаронида шуданд.


Фарқи байни синапс ва пайванди асаб -мушакӣ чист?

Ин ду ба ҳам хеле монанданд! А синапс пайванди байни нейрон ва ҳуҷайраи оянда аст. А пайванди асаб -мушакӣ як навъ синапс аст, ки дар байни онҳо рух медиҳад Нейронҳои моторӣ ва Ҳуҷайраҳои мушакҳо. Потенсиалҳои амал аз нейронҳо ба ҳуҷайраҳои мушакҳо интиқол ёфта, ҳаракати ҳуҷайраҳои мушакҳоро ҳавасманд мекунанд. Ҷунбишҳои асаб -мушакӣ ба мисли синапс кор мекунанд ва бо чанд фарқияти муҳим: - Пайвастагиҳои асаб -мушакӣ дар мембранаи постсинаптикӣ нисбат ба дигар синапсҳо ретсепторҳои бештар доранд. - Вақте ки нейрони моторӣ Потенсиали амалро оташ мезанад, он хамеша вокунишро дар ҳуҷайраи мушакҳо ба вуҷуд меорад. (Ин на ҳамеша дар синапс байни ду нейрон аст).


Тафовут байни синапсҳо ва пайвастагиҳои асаб-мушакҳо

Ҳамин тавр, барои яке аз фарқиятҳо, он мегӯяд, ки "NMJ ҳамеша ҳаяҷоновар аст, синапсҳо метавонанд ингибиторӣ ё ҳаяҷоновар бошанд", аммо ман аниқ намефаҳмам, ки ин чӣ маъно дорад?

ташаккур

Он чизе, ки ҷустуҷӯ мекунед, нест? Кӯшиш кунед & hellip

(Нашри аслӣ аз ҷониби сафед_о)
Ҳамин тавр, барои яке аз фарқиятҳо, гуфта мешавад 'NMJ ҳамеша ҳаяҷоновар аст, синапсҳо метавонад ингибиторӣ ё ҳаяҷоновар бошанд', аммо ман аниқ намефаҳмам, ки ин чӣ маъно дорад?

ташаккур

Хуб, аслан, як пайванди асаб-мушакҳо аслан наметавонад мушакҳои скелетро боздорад, зеро ҳолати табиии мушакҳои скелет бояд ором карда шавад. Ҳамин тавр, агар шумо як пайванди ингибитории асаб-мушакӣ дошта бошед, он гоҳ ҳеҷ коре намекунад, зеро шумо ҳама кореро, ки аллакай анҷом дода истодаед, бозмедорад. Ҳамин тавр, пайвастагиҳои асаб-мушакҳо метавонанд танҳо ҳаяҷоновар бошанд, зеро фаъолшавии NMJ мушакҳоро ба шартнома мебахшад.

Аз тарафи дигар, синапсҳо метавонанд ангезанда ё ингибиторӣ бошанд. Ин муҳим аст, зеро аксари нейронҳо ҳама вақт фаъоланд, масалан, баъзе нейронҳо дар системаи асабҳои симпатикӣ пайваста фаъол карда мешаванд, то баъзе рагҳои хунгузарро танг кунанд, аммо агар бо ягон сабаб бадан ин рагҳои хунро васеъ кунад, пас шумо бояд нейронҳои симпатикиро, ки боиси танг шудани онҳо мешаванд, боздорад. Инро синапси ингибиторӣ дар майна анҷом медиҳад, ки нейронҳои симпатикиро зуд -зуд оташ намезанад.

^ Ин хеле заиф шарҳ дода шудааст, шояд ягон каси дигар метавонад аз он беҳтар шикоф кунад

Синапсҳо байни ду нейрон мебошанд. Нейротрансмиттерҳои озодкунанда, нейронҳои пеш аз синаптикӣ (оне, ки аввал оташ мезанад) ба нейронҳои пас аз синаптикӣ хабар медиҳад, ки оё он бояд фурӯзон ё хомӯш карда шавад. Ҳамин тавр, вобаста аз намуди синапс, он метавонад нейрони пас аз синаптикиро, ки пас аз он меояд, боздорад ё ба ҳаяҷон расонад.

Дар пайванди асаб-мушакҳо, шумо алоқаи байни нейрон ва мушакҳои эффектор доред. Барои мушакҳои скелетӣ шумо ацетилхолинро баровардаед, ки ин ҳамеша ҳуҷайраи мушакҳоро ба ҳаяҷон меорад. Ҳамин тавр, агар шумо нейронро дар пайванди асаб -мушакӣ барангезед, натиҷа ҳамеша ихтисори мушакҳо хоҳад буд. Дар мушакҳои дил ва мушакҳои ҳамвор низ ҳамин тавр аст, гарчанде ки дар он ҷо нейротрансмиттер на-адреналин аст, бовар дорам.

(Нашри аслӣ аз ҷониби сафед_о)
Ҳамин тавр, барои яке аз фарқиятҳо, он мегӯяд, ки "NMJ ҳамеша ҳаяҷоновар аст, синапсҳо метавонанд ингибиторӣ ё ҳаяҷоновар бошанд", аммо ман аниқ намефаҳмам, ки ин чӣ маъно дорад?

ташаккур

Хуб. Аввал ба ман иҷозат диҳед, ки фарқияти маънои байни синапс ва NMJ-ро шарҳ диҳам. Синапсҳо пайвастагиҳои байни ҳуҷайраҳои асаб мебошанд, дар ҳоле ки NMJ даромадгоҳи як ҳуҷайраи мушак аст. Барои интиқоли ангеза дар шакли потенсиали амалӣ аз як ҳуҷайраи асаб ба дигар ҳуҷайраҳо ва ба як ҳуҷайраи мушак, пас аз он ретсепторҳои нейротрансмиттер дар NMJ бояд бо ацетилхолин кушода шаванд. Ин вақте рух медиҳад, ки ангеза дар шакли потенсиали амал ба синапс ворид мешавад.

Ҳангоми барҳам додани остонаи ангезанда ангезанда ҳаяҷоновар аст. Ин боиси интиқоли ангезанда аз як ҳуҷайраи асаб ба дигараш ва ба ин васила ба як ҳуҷайраи мушакҳои муайян мегардад. Ҳангоме ки ҳадди ангезанда паст аст, ангезанда монеъ мешавад, яъне ангезанда барои интиқол аз ҳуҷайраи асаб ба ҳуҷайраи асаб хеле заиф аст.

Бар асоси ин тавзеҳ, NMJ бояд ҳамеша ҳаяҷоновар бошад, вагарна ангезандаҳо наметавонанд ба ҳуҷайраҳои мушак расанд ва аз ин рӯ қисмҳои баданро, ки бо он ҳуҷайраҳои мушакҳо сохта шудаанд, истифода баранд. Ба ғайр аз вазифаи асосии синапсҳо, яъне интиқоли ангезандаҳо аз ҳуҷайраи асаб ба ҳуҷайраи асаб, баъзеи онҳо ингибиторанд, то ин ки аз ҳад зиёд ҳавасмандкунӣ пешгирӣ карда шавад. Тасаввур кунед, ки шумо дар як вақт дар мағзи шумо 100 фикр доред, зеро 100 ангезанда дар бисёр ҳуҷайраҳои асаб мегузарад! шумо девона мешавед, ҳамин тавр не? бинобар ин синапсҳо низ ингибиторанд, то кафолат диҳанд, ки танҳо ангезаҳои муҳим барои дарки мо интиқол дода мешаванд.


Чорроҳаҳои пайдошаванда байни неврология ва биологияи глиома

Таъсиси шабакаҳои нейронӣ ва глиалӣ дар мағзи сар аз фаъолияти наслҳои нейрон вобаста аст, ки ба онҳо механизмҳои дохилии ҳуҷайра, ҳамкорӣ бо микро муҳити маҳаллӣ ва сигнализатсияи дурдаст таъсир мерасонанд. Пешравӣ дар неврология ба муайян кардани омилҳои асосии рушди CNS кӯмак кард. Дар баробари ин, тадқиқотҳо дар солҳои охир фаҳмиши моро дар бораи омилҳои молекулавӣ ва ҳуҷайравӣ дар рушд ва афзоиши омосҳои ибтидоии мағзи сар афзоиш доданд. Барои нашъунамо, ҳуҷайраҳои глиома роҳҳоеро истифода мебаранд, ки дар ҳуҷайраҳои наслҳои муқаррарии CNS фаъоланд ва инчунин дар сигнализатсияи муқаррарии нейротрансмиттер. Ғайр аз он, ҳуҷайраҳои варами глиомаҳои табобатнашаванда ба шабакаҳои муоширати бисёрҳуҷайраӣ муттаҳид мешаванд, ки дар он ҷо онҳо тавассути протузионҳои ҳуҷайравии ба неврит монанд пайваст мешаванд. Дар ин Шарҳ, мо далелҳоро муҳокима мекунем, ки рушд, ташкил ва функсияи CNS як қатор хусусиятҳои умумиро бо пешрафти глиома ва ашаддӣ мубодила мекунанд. Инҳо механизмҳоеро дар бар мегиранд, ки ҳуҷайраҳо барои афзоиш ва муҳоҷират, муомила бо микро муҳити худ ва ҳамгироӣ ба шабакаҳои бисёрҳуҷайраӣ истифода мебаранд. Чорроҳаҳои пайдошаванда байни соҳаҳои неврология ва нейро-онкология, ки дар ин баррасӣ баррасӣ шудаанд, ба самтҳои нави тадқиқот ва имкониятҳои нави табобатӣ ишора мекунанд.

Гарчанде ки онҳо танҳо аз як то ду фоизи тамоми варамҳоро 1 ташкил медиҳанд, глиомаҳои ашаддӣ махсусан бемориҳо ва марговар мебошанд 2. Афзоиши инфилтративии онҳо ва муқовимати баланди ҳуҷайраҳои варамҳо ба муолиҷа, дар баробари осебпазирии CNS, ба муолиҷаи муассири зидди тумор монеъ мешаванд. Номи 'глиома' монандии гистоморфологии ҳуҷайраҳои варамро бо ҳуҷайраҳои наслҳои глиалӣ дар майнаи муқаррарӣ инъикос мекунад, ба монанди астроцитҳо ва ҳуҷайраҳои насли олигодендроглиал, ки муддати тӯлонӣ ҳамчун ягона ҳуҷайраҳои афзоянда дар майнаи баркамол дониста мешуданд 3. Аз ин рӯ, варамҳо аз рӯи хусусиятҳои намоёни микроскопӣ ва намуди эҳтимолии пайдоиши ҳуҷайраҳо ба мисол, астроситома ва олигодендроглиома 4 тақсим карда шуданд, ки таснифоти имрӯза аз нав баррасӣ карда мешавад. Имрӯз мо се намуди асосии глиомаро ҷудо мекунем: олигодендроглиома (изоцитрат дегидрогеназа (IDH) -мутатсия ва 1p/19q якҷоя нест карда мешаванд) IDH-астроситомаҳои мутатсияшуда ва IDH астроцитомаҳои ваҳшӣ, ки ба онҳо ашёи аз ҳама глиома, глиобластома дохил мешаванд.


2 Ҷавоб 2

Одатан 'presynaptic' ва 'postsynaptic' барои нишон додани ду нейронҳои пайвастшуда истифода мешаванд, чунон ки шумо дар мисоли дуввуми худ дуруст нишон додаед. Ҷараёни иттилоот дар системаи асаб асосан як роҳ аст. Агар як нейрон сӯхта шавад (ҳуҷайраи синаптикӣ), он метавонад як ҳуҷайраи дигаре, ки дар он синапс мешавад (ҳуҷайраи постсинаптикӣ), тавре ки дар расми 1 нишон дода шудааст, ба таври химиявӣ фаъол кунад.

Барои мисол системаи шунавоӣ (расми 2).

Ҳуҷайраҳое, ки аксонҳои худро аз гӯши дарунӣ ба ядрои кохлеар мефиристанд (аввалин сохтори марказии шунавоӣ дар роҳи шунавоӣ) ҳуҷайраҳои ганглиони спиралӣ номида мешаванд. Аксонҳо аз ҳуҷайраҳои асаби шунавоӣ асаби шунавоиро ташкил медиҳанд. Ҳуҷайраҳои асаби шунавоӣ глутаматро аз терминали аксонии худ ба синапс раҳо мекунанд, ки дар навбати худ ҳуҷайраҳои ядрои кохлеариро фаъол мекунанд. Дар ин нақша, ҳуҷайраҳои асаби шунавоӣ мавҷуданд синапсикӣ, ва ҳуҷайраҳои ядрои кохлеарӣ мебошанд постсинаптикӣ.

Ин мисолро ба расми 1 тарҷума карда, аксон дар болои он ҳуҷайраи асаби шунавоӣ ва нейрони постсинаптикии ядрои кохлеарӣ хоҳад буд, ки аз асаби шунавоӣ ворид мешавад.

Аммо, барои идома додан бо системаи шунавоии периферӣ, масалан, ҳуҷайраҳои асаби шунавоӣ вуруди худро ба таври периферӣ аз ҳуҷайраҳои мӯй дар гӯши дарунӣ мегиранд, дар ҳоле ки ҳуҷайраҳои ядроҳои кохлеар баромади худро ба таври мутамарказ ба маҷмааи olivary мефиристанд. Аз ин рӯ, ҳуҷайраҳои асаби шунавоӣ инчунин метавонанд ҳамчун постсинаптикӣ тасниф карда шаванд, дар ҳоле ки ҳуҷайраҳои ядрои кохлеарӣ низ пресинаптикӣ мебошанд. Боз, тавре ки ин мисоли ба системаи шунавоӣ асосёфта нишон медиҳад, ҳамааш аз он вобаста аст контекст ва системаи мушаххасе, ки мавриди таҳқиқ қарор дорад.

Бо вуҷуди ин, истилоҳот метавонад ба як ячейка ишора кунад. Дар сенарияи гипотетикӣ нейрон як аксони гаравиро ба бадани ҳуҷайраи худ мефиристад, он ҳуҷайраи пеш аз синаптикӣ ва постсинаптикӣ хоҳад буд. Дар расм, аксон дар болои тасвир (ҳанӯз дуруст ҳамчун пресинаптикӣ нишон дода шудааст) пас аз нейрони дар поёни тасвир нишон додашуда меояд (ҳанӯз ҳамчун постсинаптикӣ дуруст нишон дода шудааст).

Аз дараҷаи биологияи бакалаврӣ, ман танҳо бо он шиносам дуюм истифодаи истилоҳоте, ки шумо тавсиф мекунед.

Яъне истилоҳҳои пеш аз синаптӣ ва пас аз синаптикӣ муносибатҳои фазоиро тавсиф мекунанд ба синапс, ки самт дорад, тавре ки шумо медонед. Агар истилоҳҳо барои тавсифи тамоми ҳуҷайраҳо истифода шаванд, тавре ки AliceD фаро мегирад ва тавре ки одамон одатан ҳангоми тавсифи роҳи асаб истифода мебаранд, пас барои возеҳият синапси дахлдор бояд ном бурда шавад. Сабаб дар он аст, ки бисёре аз нейронҳо ҳам дар синапсҳои гуногун вуруд мегиранд ва ҳам натиҷа медиҳанд.

Аввалин истифодае, ки шумо пешниҳод мекунед, бароям ношинос аст, ман ин истифодаро нашунидаам. Шояд ин маъниро аз истилоҳҳои "пеш аз интиқол" ё "ҳодисаи қаблӣ ё пас аз синаптикӣ" беҳтар фаҳмидан мумкин аст, аммо ман намедонам, ки ин истилоҳот то чӣ андоза муфид аст (ман мефаҳмонам, ки чаро :)

Баъзе сохторҳои синапс мавҷуданд, ки барои онҳо пеш аз ва баъд аз як ҳодисаи ягонаи синаптикӣ андеша кардан муфид аст: каналҳои ион ва популярҳои везикулаҳои нейротрансмиттерии терминали аксон ва каналҳои ионҳои лампаи пас аз синаптӣ.

Тамоми системае, ки дар синапс мавҷуд аст, динамикӣ аст, аммо ман боварӣ дорам, ки потенсиалҳои нави амал метавонанд ба синапс зудтар аз вақти барқароршавии синапс расанд - аз ин рӯ дар ҳақиқат шумораи гетерогении иёлотҳо вуҷуд дорад, на бо ду равшан. Ҳодисаи ягонаи интиқоли ҷудогона метавонад ҳамчун як таҷрибаи фикрӣ барои фаҳмидани биологияи молекулавӣ истифода шавад, аз ин рӯ китобҳои дарсӣ силсилаи рӯйдодҳои интиқоли синаптикиро таълим медиҳанд.

Ман метавонам баҳс кунам, ки интиқоли синаптикӣ ба тамоми ҳодиса, аз ҷумла барқароршавӣ дахл дорад - ва аз ин рӯ байни синапсҳо пеш аз интиқол ва пас аз интиқол фарқияти назаррас вуҷуд надорад. Истисноҳо аз ин метавонад потенсиатсияи дарозмуддат/депрессия бошанд, аммо онҳо ба фаъолияти бештар аз як потенсиали амал вобастаанд.

То ҷое ки ман медонам, "пеш аз/пас аз синаптикӣ" барои ишора ба ҳолати синапс истифода намешаванд, дар вақташ. Назари ман ин аст, ки байни синапси пеш аз ҳодиса ва пас аз ҳодиса чунин фарқияти муфид вуҷуд надорад.

Синапс дар нейробиология сохторест, ки самт дорад - аз ин рӯ пеш ва баъд маънои фазоӣ доранд. Ҳодисаи интиқол набояд "синапс" номида шавад, ман ҳис мекунам, ки ин иштибоҳ меорад.


Ҷамъбасти сигнал

Расми 8. Як нейрон метавонад ҳам аз вуруди ҳаяҷоновар ва ҳам ингибиторӣ аз чанд нейрон гирад, ки дар натиҷа деполяризатсияи мембранаи маҳаллӣ (вуруди EPSP) ва гиперполяризатсия (вуруди IPSP) ба амал меояд. Ҳамаи ин воридот дар теппаи аксон якҷоя карда мешаванд. Агар EPSP-ҳо ба қадри кофӣ қавӣ бошанд, ки IPSP-ро мағлуб кунанд ва ба остонаи ҳаяҷон расанд, нейрон оташ мегирад.

Баъзан як EPSP -и ягона барои тавлиди потенсиали амал дар нейронҳои постсинаптӣ қавӣ аст, аммо аксар вақт воридоти сершумори пресинаптикӣ бояд дар як вақт EPSPs эҷод кунанд, то нейрони постсинаптикӣ барои оташ задани потенсиали амал ба қадри кофӣ деполяризатсия карда шаванд. Ин раванд номида мешавад ҷамъбаст ва дар теппаи аксон ба амал меояд, тавре ки дар расми 8 тасвир шудааст. Илова бар ин, як нейрон аксар вақт вуруди бисёр нейронҳои пеш аз синаптикӣ дорад - баъзе ҳаяҷоновар ва баъзе ингибиторӣ - аз ин рӯ IPSPҳо метавонанд EPSP-ро бекор кунанд ва баръакс. Маҳз тағирёбии холиси шиддати мембранаи постсинаптикӣ муайян мекунад, ки оё ҳуҷайраи постсинаптикӣ ба ҳадди ҳаяҷонбахши худ барои оташ задани потенсиали амал зарур аст, расидааст. Якҷоя, ҷамъбасти синаптикӣ ва ҳадди ҳаяҷон ҳамчун филтр амал мекунанд, то "садо" тасодуфӣ дар система ҳамчун иттилооти муҳим интиқол дода нашавад.

Пайвастшавии санъат

Интерфейси мағзи сар ва компютер

Склерози паҳлуии амиотрофӣ (ALS, инчунин бемории Лу Гериг номида мешавад) як бемории неврологӣ мебошад, ки бо таназзули нейронҳои моторӣ, ки ҳаракатҳои ихтиёриро назорат мекунанд, тавсиф мешавад. Беморӣ аз суст шудани мушакҳо ва набудани ҳамоҳангӣ оғоз меёбад ва дар ниҳоят нейронҳоеро, ки нутқ, нафаскашӣ ва фурӯбариро назорат мекунанд, нест мекунад, беморӣ метавонад ба фалаҷ оварда расонад. Дар он лаҳза, беморон ба ёрии мошинҳо ниёз доранд, то нафас кашанд ва муошират кунанд. Якчанд технологияҳои махсус таҳия карда шуданд, ки ба беморони "дар баста" бо дигарон бо ҷаҳон муошират кунанд. Масалан, як технология ба беморон имкон медиҳад, ки ҷунбишҳояшонро ҷумб кунанд. Баъдан ин ҷумлаҳоро компютер бо овози баланд хондан мумкин аст.

Хатти нисбатан нави тадқиқот барои кӯмак ба беморони фалаҷ, аз ҷумла беморони гирифтори ALS, дар муошират ва нигоҳ доштани дараҷаи худкифоӣ технологияи интерфейси мағзи компютер (BCI) номида мешавад ва дар расми 9 тасвир шудааст. фантастикаи илмӣ: он ба беморони фалаҷ имкон медиҳад, ки компютерро танҳо бо истифода аз фикрҳои худ идора кунанд. Якчанд шаклҳои BCI мавҷуданд. Баъзе шаклҳо сабтҳои EEG -ро аз электродҳои ба косахонаи лента истифодашударо истифода мебаранд. Ин сабтҳо дорои маълумот аз шумораи зиёди нейронҳо мебошанд, ки онҳоро компютер ҳал карда метавонад. Шаклҳои дигари BCI имплантатсияи як қатор электродҳои хурдтар аз тамғаи почтаро дар даст ва минтақаи дасти кортекси мотор талаб мекунанд. Ин шакли BCI, дар ҳоле ки инвазивтар аст, хеле пурқувват аст, зеро ҳар як электрод метавонад потенсиали амалии як ё якчанд нейронҳоро сабт кунад. Сипас ин сигналҳо ба компютере фиристода мешаванд, ки барои рамзкушоӣ кардани сигнал ва додани он ба асбобе, ба мисли курсор дар экрани компютер таълим гирифта шудааст. Ин маънои онро дорад, ки беморе, ки гирифтори ALS аст, метавонад тавассути почтаи электронӣ истифода барад, интернетро бихонад ва бо дигарон дар бораи ҳаракат додани даст ё бозуи худ муошират кунад (гарчанде ки беморони фалаҷ ин ҳаракати баданро карда наметавонанд). Дастовардҳои ахир ба як бемори фалаҷшудае, ки 15 сол пеш аз сактаи мағзӣ гирифтор шуда буд, имкон дод, ки бозуи роботиро идора кунад ва ҳатто бо технологияи BCI ба худ қаҳва диҳад.

Сарфи назар аз пешрафтҳои аҷиб дар технологияи BCI, он инчунин маҳдудиятҳо дорад. Технология метавонад соатҳои зиёди омӯзиш ва давраҳои тӯлонии тамаркузи пуршиддати беморро талаб кунад, инчунин метавонад барои ҷойгир кардани дастгоҳҳо ҷарроҳии мағзи сарро талаб кунад.

Тасвири 9. Бо технологияи интерфейси мағзи сару компютер сигналҳои нейронии беморони фалаҷ ҷамъоварӣ, рамзкушоӣ ва сипас ба асбобе ба мисли компютер, аробачаи маъюбӣ ё бозуи роботӣ дода мешаванд.

Пайванд ба омӯзиш

Ин видеоро тамошо кунед, ки дар он як зани фалаҷ бо дасти роботи идорашавандаи мағзи сар истифода мебарад, то ба даҳони худ нӯшокӣ биёрад, дар қатори дигар тасвирҳои технологияи интерфейси мағзи сар ва компютер дар амал.


Сигналгузории мустақим дар саросари пайвандҳо

Пайвастҳои холигӣ ​​дар ҳайвонот ва плазмодесмата дар растаниҳо робитаи байни мембранаҳои плазмаи ҳуҷайраҳои ҳамсоя мебошанд. Ин каналҳои пур аз об имкон медиҳанд, ки молекулаҳои хурди сигнализатсия, ки миёнаравҳои дохили ҳуҷайра номида мешаванд, байни ду ҳуҷайра паҳн шаванд. Молекулаҳои хурд, ба монанди ионҳои калсий (Ca 2+) қодиранд дар байни ҳуҷайраҳо ҳаракат кунанд, аммо молекулаҳои калон, ба монанди сафедаҳо ва ДНК, наметавонанд тавассути каналҳо ҷойгир шаванд. Хусусияти каналҳо кафолат медиҳад, ки ҳуҷайраҳо мустақил мемонанд, аммо метавонанд сигналҳоро зуд ва ба осонӣ интиқол диҳанд. Интиқоли молекулаҳои сигнализатсия ҳолати кунунии ҳуҷайраро, ки бевосита дар паҳлӯи ҳуҷайраи мавриди ҳадаф қарор дорад, хабар медиҳад, ки ин ба гурӯҳи ҳуҷайраҳо имкон медиҳад, ки посухи худро ба сигнале, ки танҳо яке аз онҳо гирифта бошад, ҳамоҳанг созад. Дар растаниҳо, плазмодесматҳо дар ҳама ҷо ҷойгиранд, ки тамоми нерӯгоҳро ба шабакаи бузурги алоқа табдил медиҳанд.