Сравнительная характеристика электрофизиологических показателей идентифицированных дофаминергических (R.Pe.D.1) и серотонинергических (L.Pe.D.1) нейронов центральной нервной системы моллюска Lymnaea stagnalis

  • Мохаммед Шахрани Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Александр Викторович Сидоров Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

Аннотация

Выполнена оценка показателей спонтанной электрической активности интернейронов дыхательной (R.Pe.D.1) и локомоторной (L.Pe.D.1) сетей центральной нервной системы моллюска Lymnaea stagnalis. Установлены статистически достоверные различия в уровне потенциала покоя и частоты импульсации: –58,1 ± 3,3 мВ и 0,91 ± 0,14 Гц (R.Pe.D.1); – 49,0 ± 2,8 мВ и 1,45 ± 0,12 Гц (L.Pe.D.1). Выявлено смещение кривой вольт-амперной характеристики мембраны R.Pe.D.1 вправо в области отрицательных токов и влево – в области положительных токов по сравнению с L.Pe.D.1. В отношении временны́х характеристик спайка отмечено возрастание длительности потенциала действия у L.Pe.D.1 по сравнению с таковыми для R.Pe.D.1: фазы реполяризации – в 3,6 раза, деполяризации – в 1,5 раза, следовой гиперполяризации – в 1,2 раза. Амплитуды спайка и его отдельных частей статистически достоверно не различались. Предполагается, что особенности электрических характеристик мембраны обусловливают функциональную специфичность идентифицированных нейронов центральной нервной системы Lymnaea stagnalis.

Биографии авторов

Мохаммед Шахрани, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

аспирант кафедры физиологии человека и животных биологического факультета. Научный руководитель – А. В. Сидоров

Александр Викторович Сидоров, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

доктор биологических наук, доцент; профессор кафедры физиологии человека и животных биологического факультета

Литература

  1. Arvanitaki A., Chalazonitis N. Configuration modales de l’activité, propres à différents neurones d’un même centre. J. Physiol. (P.). 1958. Vol. 50. P. 122–125 (in Fr.).
  2. Kandel E. R. Cellular Basis of Behaviour. San Francisco : WH Freeman and Company, 1976.
  3. Benjamin P. R., Winlow W. The distribution of three wide-acting synaptic inputs to identified neurones in the isolated brain of Lymnaea stagnalis (L.). Comp. Biochem. Physiol. 1981. Vol. 70A. P. 293–307.
  4. McComb C., Meems R., Syed N., et al. Electrophysiological differences in the CPG aerial respiratory behavior between juvenile and adult Lymnaea. J. Neurophysiol. 2003. Vol. 90. P. 983–992.
  5. Sidorov A. V. Effect of acute temperature change on lung respiration of the mollusk Lymnaea stagnalis. J. Therm. Biol. 2005. Vol. 30, No. 2. P. 163–171.
  6. Spencer G. E., Kazmi M. H., Syed N. I., et al. Changes in the activity of a CPG neuron after the reinforcement of an operantly conditioned behavior in Lymnaea. J. Neurophysiol. 2002. Vol. 88. P. 1915–1923.
  7. Winlow W., Haydon P. G., Benjamin P. R. Multiple postsynaptic actions of the giant dopamine-containing neuron R.Pe.D.1 of Lymnaea stagnalis. J. Exp. Biol. 1981. Vol. 94. P. 137–148.
  8. Winlow W., Haydon P. G. A behavioral and neuronal analisis of the locomotory system of Lymnaea stagnalis. Comp. Biochem. Physiol. 1986. Vol. 83A. P. 13–21.
  9. Syed N. I., Bulloch A. G. M., Lukowiak K. In vitro reconstruction of the respiratory central pattern generator of the Mollusk Lymnaea. Science. 1990. Vol. 250. P. 282–285.
  10. Tsyganov V. V. Coordination of the activity of monoaminergic pedal neurons in fresh water snails. Ross. Fiziol. Zh. im I. M. Sechenova. 2000. Vol. 86. P. 369–378 (in Russ.).
  11. Soltanov V. V., Burko V. E. Computer programs for electrophysiological data-processing. News of Biomed. Sci. 2005. No. 1. P. 91–95 (in Russ.).
  12. Glantz S. Primer of Biostatistics. New York : McGraw-Hill, Inc., 1994.
  13. Harris-Warrick R. M. Voltage-sensitive ion channels in rhythmic motor systems. Curr. Opin. Neurobiol. 2002. Vol. 12. P. 646 – 651.
  14. Grillner S., Wallen P., Hill R., et al. Ion channels of importance for the locomotor pattern generation in the lamprey brainstem-spinal cord. J. Physiol. 2001. Vol. 533. P. 23–30.
  15. Sakakibara M., Okuda F., Nomura K., et al. Potassium currents in isolated statocyst neurons and RPeD1 in the pond snail, Lymnaea stagnalis. J. Neurophysiol. 2005. Vol. 94. P. 3884 –3892.
  16. Lu T. Z., Kostelecki W., Sun C. L. F., et al. High sensitivity of spontaneous spike frequency to sodium leak current in a Lymnaea pacemaker neuron. Eur. J. Neurosci. 2016. Vol. 44. P. 3011–3022.
  17. Senatore A., Monteil A., van Minnen J., et al. NALCN ion channels have alternative selectivity filters resembling calcium channels or sodium channels. PLoS One. 2013. Vol. 8. P. e55088.
  18. Grillner S. Biological pattern generation: the cellular and computational logic of networks in motion. Neuron. 2006. Vol. 52. P. 751–766.
  19. Sidorov A. V. Nerve centers functional activity in invertebrates. Minsk : BSU, 2011 (in Russ.).
  20. Syed N. I., Winlow W. Respiratory behavior in the pond snail Lymnaea stagnalis. II. Neural elements of the central pattern generator (CPG). J. Comp. Physiol. 1991. Vol. 169A. P. 557–568.
Опубликован
2018-05-01
Ключевые слова: потенциал покоя, потенциал действия, вольт-амперная характеристика, нейронные сети, беспозвоночные
Поддерживающие организации Работа выполнена в рамках государственной программы научных исследований «Фундаментальные и прикладные науки – медицине» (задание 1.08).
Как цитировать
Шахрани, М., & Сидоров, А. В. (2018). Сравнительная характеристика электрофизиологических показателей идентифицированных дофаминергических (R.Pe.D.1) и серотонинергических (L.Pe.D.1) нейронов центральной нервной системы моллюска Lymnaea stagnalis. Экспериментальная биология и биотехнология, 3, 3-9. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/biology/article/view/2454
Выпуск
№ 3 (2017): Журнал Белорусского государственного университета. Биология
Раздел
Физиология и клеточная биология

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).